[實用新型]采動壓縮作用下框架橋擾動側土壓力模擬試驗系統

有效

• 申請號: 202020944138.8
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN212340873U
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 竇國濤;于文杰;顧展飛
• 申請（專利權）人: 鄭州航空工業管理學院
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/06
• 代理公司: 鄭州知一智業專利代理事務所(普通合伙) 41172
• 代理人: 劉彩霞

本實用新型涉及一種采動壓縮作用下框架橋擾動側土壓力模擬試驗系統，模擬試驗系統包括模型箱，模型箱的前后兩側各自擋設有加載板，模擬實驗系統還包括框架橋縮尺模型以及分設在模型箱的前方和后方的前反力架和后反力架，前反力架和前側的加載板之間頂裝有前加載系統，后反力架與后側的加載板之間頂裝有后加載系統，框架橋縮尺模型的前后兩側壁上均連接有壓力測量裝置，所述加載板上設有位移測量裝置，所述壓力測量系統與位移測量系統信號連接有數據采集裝置，能夠完整復原框架橋在采動壓縮影響作用下的擾動土壓力的狀態,為采動影響下框架橋擾動土壓力的計算提供了試驗依據,以保證框架橋下煤層開挖時框架橋安全運營。

技術領域

本實用新型涉及一種采動壓縮作用下框架橋擾動側土壓力模擬試驗系統。

背景技術

當剛性墻體位于采動區下沉盆地壓縮區不同位置時，墻后土體存在兩種不同的壓縮變形區：一種是遞增壓縮變形區，離墻體越近，土體壓縮變形越大；另一種是遞減壓縮變形區，離墻體越近，土體壓縮變形越小?；诖?，采用松砂和密砂填料，進行了模型試驗。

而現有技術中的模型試驗如在《中國礦業大學學報》第46卷第1期中公開的“采動區剛性墻體側土壓力試驗研究”的文章中描述了：當采用擋墻去擠壓土體時，一般是在模型箱的前后兩側均放置剛性墻體一塊，模型箱前側放置墻體A，墻體A與千斤頂相連，用來加載土體，后側放置墻體B，墻體B緊靠模型箱后壁，模型箱后壁有反力架支撐，防止模型箱滑動，擋墻后方土體越靠近擋墻擠壓位移越大,越遠離擋墻擠壓位移越小。加載系統由一組千斤頂組成，可獨立操作，墻體A唯一由位移計來測量，位移計布置在墻體A外側的4個端點處。

試驗研究能夠表明：擋墻后方土體越靠近擋墻擠壓位移越大，越遠離擋墻擠壓位移越小。通常情況下，在設計框架橋時，土壓力作為永久作用，取值通常采用主動土壓力或靜止土壓力，然而在考慮采動壓縮影響作用下，框架橋側墻的土壓力將會增大，其值通常介于靜止土壓力和極限被動土壓力之間，被稱為非極限擾動被動土壓力，目前針對非極限擾動被動土壓力試驗研究主要是采用擋墻去擠壓土體，然后分析其變化規律，當采用擋墻去擠壓土體時，擋墻后方土體越靠近擋墻擠壓位移越大，越遠離擋墻擠壓位移越小。然而在采動壓縮影響作用下，是框架橋兩側的土體去擠壓框架橋的側墻，此工況下的位移場將和上述的模型試驗有根本性的不同，是側墻后方土體越靠近側墻時，擠壓位移越小；越遠離側墻時，擠壓位移越大。因此，現有土壓力模型箱土體位移場和采動壓縮作用下框架橋兩側墻后土體的位移場不一致，現有的模型試驗無法完整模擬。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種采動壓縮作用下框架橋擾動側土壓力模擬試驗系統，以解決現有技術中的模式試驗無法模擬采動壓縮影響下框架橋兩側墻后土體的位移場的問題。

為了解決上述問題，本實用新型所涉及的采動壓縮作用下框架橋擾動側土壓力模擬試驗系統采用以下技術方案：

采動壓縮作用下框架橋擾動側土壓力模擬試驗系統包括模型箱，模型箱的前后兩側敞口且內部用于填裝土體，模型箱的前后兩側各自擋設有可沿前后方向平移以擠壓土體的加載板，模擬實驗系統還包括用于放置于箱體內中心位置并被土體包覆住四周的框架橋縮尺模型，模擬實驗系統還包括分設在模型箱的前方和后方的前反力架和后反力架，前反力架和前側的加載板之間頂裝有用于向前側的加載板施加朝向后方移動的作用力的前加載系統，后反力架與后側的加載板之間頂裝有用于向后側的加載板施加朝向前方移動的作用力的后加載系統，框架橋縮尺模型的前后兩側壁上均連接有壓力測量裝置，所述加載板上設有位移測量裝置，所述壓力測量裝置與位移測量裝置信號連接有數據采集裝置。

進一步的，所述模型箱體內位于框架橋縮尺模型的下方填裝有土體以使框架橋縮尺模型懸設于模型箱體內。

進一步的，所述位移測量裝置包括多個百分表，百分表分設于加載板的各個邊角位置處。

進一步的，所述壓力測量裝置包括若干個壓力傳感器，各個壓力傳感器的自上之下間隔布設于框架橋縮尺模型的前后兩側側壁上。