[實用新型]一種路堤動力濕化模型實驗裝置

有效

• 申請號: 201821463586.5
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN208705188U
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 何忠明;劉雅欣;王保林
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36;G01N17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開一種路堤動力濕化模型實驗裝置，包括：路堤模型箱（1）、路堤模型（2）、室內噴灑降雨模擬系統（3）、動力加載單元（4）、監測儀器單元（5）、數據采集系統（6）及路面板（7）；本實用新型利用室內噴灑降雨模擬系統（3）對路堤模型箱（1）內填筑的路堤模型（2）進行降雨，動力加載單元（4）安裝在路堤模型箱（1）頂部，作用于路面板（7）上，監測儀器單元（5）布設在路堤模型（2）內與數據采集系統（6）連接；本實用新型不僅可以模擬不同車輛動力荷載作用下路基土的動力響應，也可模擬不同降雨強度、降雨歷時作用下的路堤滲流特征，裝置整體結構合理，操作簡便。

技術領域

本實用新型涉及土木工程中道路工程領域，尤其涉及一種路堤動力濕化模型實驗裝置，該裝置可用于模擬行車荷載在降雨條件下對路堤的破壞機理。

背景技術

隨著我國經濟飛速發展，道路交通量也在快速增長，我國一些早期修建的公路路堤沉降嚴重，路用性能急劇下降，迫切需要進行結構補強和功能恢復，延長道路使用年限，提高道路使用性能，傳統的循環三軸實驗儀無法實現對現場移動荷載的模擬，不能客觀實際的揭示道路在運營期間的穩定狀態和累計變形；而現有實驗模擬裝置只考慮單一的降雨滲流對路堤造成的破壞，沒有考慮交通荷載作用下路基的疲勞損傷問題；目前對降雨和行車荷載耦合作用下路堤變形規律掌握尚不完善，計算精度低，不能滿足工程實際需要，因此，設計一種既可以模擬現場移動荷載又可以模擬降雨入滲的實驗裝置是很有必要的，本發明提出一種路堤動力濕化模型實驗裝置，用于研究高路堤邊坡在降雨和車輛荷載作用下的滑移機理和破壞規律，從而更加有效的指導高路堤的工程設計。

發明內容

針對以上問題，本實用新型公開了一種路堤動力濕化模型實驗裝置，該裝置包括路堤模型箱（1）、路堤模型（2）、室內噴灑降雨模擬系統（3）、動力加載單元（4）、監測儀器單元（5）、數據采集系統（6）及路面板（7）；其特征在于，所述路堤模型（2）填筑于路堤模型箱（1）內，室內噴灑降雨模擬系統（3）位于路堤模型箱（1）上方，對路堤模型（2）進行降雨，動力加載單元（4）安裝在路堤模型箱（1）一側頂部，作用于路面板（7）上，路堤模型（2）內布設監測儀器單元（5），監測儀器單元（5）與數據采集系統（6）連接。

所述的路堤模型箱（1）正前面由透明有機玻璃（14）制作，其他側面均由壁厚25 mm的鐵皮制作而成，一側設有帶有出水孔的鋼制水槽（15），另一側設有排水孔（16），排水孔從下到上等距布置，左右兩側構成地下水調節系統，可模擬流動的地下水位；透明有機玻璃（14）為可替換、可根據實際路堤模型（2）的高度和坡度更改尺寸。

所述路堤模型（2）可以填筑不同高度、不同坡比；所述監測儀器單元（5）包括布設于路堤模型（2）內的孔隙水壓力傳感器（31）、體積含水率傳感器（32）以及基質吸力傳感器（33），對應的基質傳感器（33）外壁上安裝單點沉降儀（35），坡前布置土壓力傳感器（34），所述傳感器分別與數據采集系統（6）相連接。

所述的室內噴灑降雨模擬系統中的降雨支架（9）由四個降雨支柱上下兩部分組裝而成，上部分由規格30 mm×30 mm×1500 mm的空心鐵管制作而成，下部分由規格35 mm×35 mm×1000 mm的空心鐵管制作而成，上下兩部分連接處安裝有升降裝置（17），可供調節降雨高度；6個降雨噴頭（8）分別固定在降雨支架（9）頂端，由輸水管道（10）進行連接，輸水管道（10）一側安裝可控水壓表（11），實現水壓的調控，另一側連接水泵（12），水泵(12)通過輸水管道(10)連接蓄水箱（13）。

所述的動力加載單元（4）中的液壓加載裝置（19）安裝在控制板（23）與汽車模型（20）中間，并布設壓力傳感器(21)，汽車模型(20)通過加載軸(22)與控制板(23)進行連接，控制板(23)兩端設有連接軸，導軌(24)兩端設有滑輪(25)，滑輪通過鋼絲線(27)與滾軸(28)進行連接，實現汽車加載模型的往復直線運動。