[發(fā)明專(zhuān)利]監(jiān)測(cè)路橋過(guò)渡段不均勻沉降的室內(nèi)模型箱試驗(yàn)系統(tǒng)及評(píng)價(jià)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110380948.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113137948B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建彪;趙全滿(mǎn);馬加存;胡文軍;栗虎;劉建樹(shù);崔亞軍;周浩;劉性鋒;梁廣山;曹懷偉;李世堂;徐化賓;陳立民;代飛舟;王永成;段淑云
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東省路橋集團(tuán)有限公司;山東建筑大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C5/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C5/00
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 紀(jì)艷艷

1.一種路橋過(guò)渡段不均勻沉降的室內(nèi)模型箱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法，所述監(jiān)測(cè)路橋過(guò)渡段不均勻沉降的室內(nèi)模型箱試驗(yàn)系統(tǒng)包括終端設(shè)備（1）、光纖光柵解調(diào)儀（2）、光纖（3）和模型箱（4），模型箱（4）內(nèi)按照實(shí)體工程進(jìn)行比例縮小后進(jìn)行鋪筑試驗(yàn)路橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)路橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu)上設(shè)置加載單元，光纖（3）貫穿模型箱（4），光纖（3）連接光纖光柵解調(diào)儀（2）輸入端，光纖光柵解調(diào)儀（2）輸出端連接終端設(shè)備（1），其特征在于，評(píng)價(jià)方法包括以下步驟：

步驟1: 利用Abaqus有限元軟件按照實(shí)體工程尺寸建立數(shù)值模型，進(jìn)行有限元分析，計(jì)算路基中心線(xiàn)位置即鉆孔位置的沉降量；

步驟2：利用式（1）進(jìn)行擬合，并利用Origin軟件對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果及式（1）擬合結(jié)果進(jìn)行殘差分析，進(jìn)而評(píng)價(jià)擬合結(jié)果的準(zhǔn)確性；

y=A*exp(-x/B)+C （1）

式中：X為沉降觀測(cè)點(diǎn)路基到橋臺(tái)的距離；

Y為路基沉降量；

A、B、C為擬合參數(shù)；

步驟3：利用Abaqus有限元軟件將實(shí)體工程縮小20倍進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，計(jì)算路基中心線(xiàn)位置即鉆孔位置（7）沉降量；

步驟4：利用式（1）進(jìn)行擬合，并利用Origin軟件對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果及式（1）擬合結(jié)果進(jìn)行殘差分析，進(jìn)而評(píng)價(jià)擬合結(jié)果的準(zhǔn)確性；

步驟5：對(duì)比數(shù)值計(jì)算足尺沉降曲線(xiàn)與縮尺20倍沉降曲線(xiàn)得到兩者之間的變化規(guī)律，建立相關(guān)關(guān)系，提出以縮尺試驗(yàn)沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)實(shí)體工程沉降特性的方法；

步驟6：結(jié)合模型箱試驗(yàn)系統(tǒng)，制備縮尺20倍的模型試驗(yàn)箱，使用砝碼堆載法進(jìn)行加載，利用光纖光柵監(jiān)測(cè)獲得路基相應(yīng)位置的沉降數(shù)據(jù)，分析其沉降發(fā)展規(guī)律，結(jié)合步驟4提出的“縮尺模型和足尺模型沉降數(shù)據(jù)相關(guān)關(guān)系”評(píng)價(jià)實(shí)體工程路橋過(guò)渡段沉降進(jìn)而得出實(shí)體工程路基沉降發(fā)展規(guī)律。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述路橋過(guò)渡段不均勻沉降的室內(nèi)模型箱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法，其特征在于：路橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu)整體橫斷面為梯形結(jié)構(gòu)，包括路基土層、模擬橋臺(tái)、水穩(wěn)銑刨料段和瀝青混合料層，臺(tái)背回填料采用水穩(wěn)銑刨料，模擬橋臺(tái)和路基土層之間設(shè)置水穩(wěn)銑刨料段，水穩(wěn)銑刨料段與模擬橋臺(tái)交界處為平面結(jié)構(gòu)，水穩(wěn)銑刨料段與路基土層之間交界處為階梯結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述路橋過(guò)渡段不均勻沉降的室內(nèi)模型箱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法，其特征在于：加載單元包括鋼板（5）和砝碼(6)，在模擬橋臺(tái)與臺(tái)背回填料交界處、臺(tái)背回填料與路基土層交界處以及路基土層處均設(shè)置鋼板（5），鋼板（5）上設(shè)置砝碼(6)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述路橋過(guò)渡段不均勻沉降的室內(nèi)模型箱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法，其特征在于：模型以角鋼為骨架，四周為無(wú)色透明的有機(jī)玻璃板，在角鋼與有機(jī)玻璃板之間設(shè)置橡膠墊層。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述路橋過(guò)渡段不均勻沉降的室內(nèi)模型箱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法，其特征在于：監(jiān)測(cè)路橋過(guò)渡段不均勻沉降的室內(nèi)模型箱試驗(yàn)系統(tǒng)制備方法包括以下步驟：

步驟1：準(zhǔn)備好模型箱，在模型箱（4）底部填筑一定量的路基土；

步驟2：將光纖在其彈性范圍內(nèi)預(yù)拉一定的應(yīng)變以保證其收斂性，將光纖穿過(guò)模型箱（4）的兩端小孔，在其上掩埋路基土并進(jìn)行壓實(shí)，進(jìn)而填筑水穩(wěn)銑刨料，其上填筑瀝青混合料；

步驟3：材料鋪筑完成后，在模擬橋臺(tái)與臺(tái)背回填料交界處、臺(tái)背回填料與路基土層交界處以及路基土層處分別放置三塊鋼板，在鋼板上逐級(jí)添加砝碼(6)以施加荷載；

步驟4：將光纖（3）連接光纖光柵解調(diào)儀（2）輸入端，光纖光柵解調(diào)儀（2）輸出端連接終端設(shè)備（1）。