[發明專利]模擬機場非飽和道基在動靜荷載下的性能測試方法及裝置

在審

• 申請號: 201910471149.0
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN110082213A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 葉新宇;羅其奇;李強;馬新巖;張升;盛岱超
• 申請（專利權）人: 中南大學;北京新機場建設指揮部;中國民航機場建設集團有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/12;G01N3/24
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 鄧淑紅

本發明公開了一種模擬機場非飽和道基在動靜荷載下的性能測試方法及裝置，在測試裝置的模型箱內分層填筑非飽和道基土體和道面材料，在各層土體中分別設置測試道基性能所需參數的監測設備，在模型箱的頂部設置加載裝置。從模型箱側壁的注水孔給道基土體的中間夾層多次注入水來改變其含水量，針對不同含水量通過加載裝置的荷載施加設備施加荷載，監測不同含水量及施加荷載情形下的道基性能變化。相當于以機場道基道面工程為依托，通過測試裝置結合監測設備來反復模擬測試不同飛機荷載作用下道基土體變形破壞機理，提出的無損探測方法能及時發現道基潛在災害，減少道基災害引起的道面損傷，保證飛機適航性，為類似機場工程提供強參考意義的技術依據。

技術領域

本發明屬于巖土試驗儀器領域，具體涉及一種模擬機場非飽和道基在動靜荷載下的性能測試方法及裝置。

背景技術

機場道基作為飛機荷載的主要承載部分，在機場綜合運輸系統中起著至關重要的作用。一方面，飛機荷載長期作用引起道基內附加應力，導致土體變形；另一方面，道面板覆蓋阻隔了道基與大氣間的水分運移，引起道面板下一定范圍水分集中，弱化道基土體力學性質，降低道基土體強度；在飛機荷載和水分聚集作用下，道基土體發生不均勻沉降，此類道基災害嚴重影響飛機適航性。

飛機荷載作用下道基災害隱蔽性強，飛機運營密集程度高，維修窗口期短，因而及時發現道基潛在災害，采取有效措施進行預防和治理，對機場后期運營與維護起著關鍵作用。但目前未有相關手段對機場非飽和道基的性能及運營期的隱蔽災害進行有效評估和探測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可反復模擬測試不同飛機類型在道面上起降時的道基性能變化，可為機場道基病害探測提供具有很強參考意義和技術指導的測試方法和裝置。

本發明提供的這種模擬機場非飽和道基在動靜荷載下的性能測試方法，本方法設置模型箱，在模型箱內填筑可真實模擬機場工程的道基土體和道面材料，將道基土體分層填筑，頂層和底層道基土體之間設置中間夾層，在各層土體中設置監測設備，在模型箱頂部設置加載設備，改變中間夾層的含水量，通過加載設備模擬不同飛機類型荷載給道面施加不同的動靜荷載，通過監測設備自動監測道基的性能變化。

本發明提供的這種模擬機場非飽和道基在動靜荷載下的性能測試裝置，包括模型箱和加載裝置，模型箱為上開口的箱體，用于分層填筑非飽和道基土體和道面材料，模型箱側壁的中部有注水孔；加載裝置有兩套，每套加載裝置分別包括支撐架和荷載施加設備，兩支撐架平行布置，兩荷載施加設備分別固定于支撐架底面，支撐架的兩端分別固定于模型箱開口面兩側的支撐板上，通過荷載施加設備提供分層道基土體壓實荷載及施加道面荷載。

上述技術方案的一種實施方式中，所述模型箱為長方體形箱體，包括安裝骨架及固定于其上的側板和底板，側板的中部安裝有可視化有機玻璃板，側板和有機玻璃的外側均設置有加強肋。

上述技術方案的一種實施方式中，所述模型箱采用側板模塊和底板模塊的拼裝式結構，側板模塊包括側板、可視化有機玻璃板及其安裝骨架和加強肋，底板模塊包括底板及其安裝骨架和加強肋；側板模塊和底板模塊拼裝后進行防滲漏處理。

上述技術方案的一種實施方式中，所述注水孔處連接有內螺紋套管，內螺紋套管配套有止水螺栓。

上述技術方案的一種實施方式中，所述支撐板有兩塊，其下側有加強梁，對稱固定于模型箱一對側板模塊安裝骨架的頂部。

上述技術方案的一種實施方式中，所述荷載施加設備包括靜荷載施加設備氣缸或者油缸或者電動推桿或者液壓千斤頂，還包括動荷載施加設備GDS激振器。

本發明提供的這種利用上述測試裝置模擬測試機場非飽和道基動、靜荷載下性能變化的方法，裝置需配套監測設備多點位移計、微型土壓力計、TDR探針、張力計和微型透地雷達，包括以下步驟：

一、靜荷載條件下的道面性能測試