[發(fā)明專利]加筋土工結(jié)構(gòu)在多場(chǎng)耦合作用下的性能測(cè)試系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111136366.8
• 申請(qǐng)日: 2021-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN114002060A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃俊杰;盧洺宇;黃志超;王鑫越;閆凱旋;蘇謙;賀鑫;鄧浩然;楊雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/00;G01N33/38
• 代理公司: 成都擎智秉業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 辜桂芳

本發(fā)明公開了加筋土工結(jié)構(gòu)在多場(chǎng)耦合作用下的性能測(cè)試系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的室內(nèi)大型動(dòng)三軸試驗(yàn)難以模擬多場(chǎng)耦合及實(shí)際邊界條件的技術(shù)問題。性能測(cè)試系統(tǒng)包括工況模擬裝置和測(cè)量裝置；工況模擬裝置包括：支撐單元，用于支撐加筋土工結(jié)構(gòu)；豎向加載單元，包括加載板以及驅(qū)動(dòng)加載板的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；橫向約束單元，包括約束板以及對(duì)約束板進(jìn)行支撐的支撐機(jī)構(gòu)；干濕循環(huán)控制單元，包括水循環(huán)機(jī)構(gòu)以及烘干機(jī)構(gòu)；測(cè)量裝置包括：第一測(cè)距單元，用于測(cè)量豎向位移；第二測(cè)距單元，用于測(cè)量橫向位移；壓力監(jiān)測(cè)單元，用于測(cè)量加筋土工結(jié)構(gòu)承受的壓力；狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，用于測(cè)量加筋土工結(jié)構(gòu)的加速度、溫度和含水率中的任意幾個(gè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程及鐵道工程的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及加筋土工結(jié)構(gòu)在水-熱-力耦合作用下的性能研究的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及加筋土工結(jié)構(gòu)在多場(chǎng)耦合作用下的性能測(cè)試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

土工格室加筋作為一種立體加筋裝置形式，目前已在國(guó)內(nèi)外諸多領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用，土工格室通過側(cè)壁的側(cè)限作用、加筋層上下界面的摩擦作用以及應(yīng)力擴(kuò)散和柔性筏基作用，可提高路基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性并減小沉降。

目前室內(nèi)測(cè)試加筋土工結(jié)構(gòu)物單元體動(dòng)力性能的常用方法是大型動(dòng)三軸試驗(yàn)，格室加筋粗顆粒體大型動(dòng)三軸試驗(yàn)是基于相似理論將原型結(jié)構(gòu)的尺寸受力荷載形式通過一定比例進(jìn)行換算，用于測(cè)試加筋粗顆粒體臨界動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)彈性模量、阻尼比等動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，其不足之處在于：相似試驗(yàn)是縮尺試驗(yàn)，縮尺試驗(yàn)的邊界條件很難精確模擬；試驗(yàn)材料為相似材料，材料的參數(shù)與實(shí)際差別較大；試驗(yàn)加載方式為徑向和軸向加載與實(shí)際基床受力情況不匹配；試驗(yàn)只能進(jìn)行單因素作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析，而基床加筋粗顆粒體一般受多場(chǎng)耦合作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供對(duì)加筋土工結(jié)構(gòu)施加多場(chǎng)耦合作用的工況模擬裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的室內(nèi)大型動(dòng)三軸試驗(yàn)難以模擬多場(chǎng)耦合及實(shí)際邊界條件的技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明第一方面提供了對(duì)加筋土工結(jié)構(gòu)施加多場(chǎng)耦合作用的工況模擬裝置。技術(shù)方案如下：

對(duì)加筋土工結(jié)構(gòu)施加多場(chǎng)耦合作用的工況模擬裝置，包括：支撐單元，用于支撐加筋土工結(jié)構(gòu)；支撐單元包括框架、底板以及側(cè)板；豎向加載單元，用于對(duì)加筋土工結(jié)構(gòu)施加豎向的動(dòng)荷載；豎向加載單元包括加載板以及驅(qū)動(dòng)加載板豎向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；橫向約束單元，用于對(duì)加筋土工結(jié)構(gòu)施加橫向的約束；橫向約束單元包括約束板以及對(duì)約束板進(jìn)行支撐的支撐機(jī)構(gòu)；約束板與底板和側(cè)板圍成填筑加筋土工結(jié)構(gòu)的箱體；干濕循環(huán)控制單元，用于控制加筋土工結(jié)構(gòu)的含水量；干濕循環(huán)控制單元包括水循環(huán)機(jī)構(gòu)以及烘干機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供加筋土工結(jié)構(gòu)在多場(chǎng)耦合作用下的性能測(cè)試系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的室內(nèi)大型動(dòng)三軸試驗(yàn)難以模擬多場(chǎng)耦合及實(shí)際邊界條件的技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明第二方面提供了加筋土工結(jié)構(gòu)在多場(chǎng)耦合作用下的性能測(cè)試系統(tǒng)。技術(shù)方案如下：

加筋土工結(jié)構(gòu)在多場(chǎng)耦合作用下的性能測(cè)試系統(tǒng)，包括工況模擬裝置和測(cè)量裝置，其中，所述工況模擬裝置用于模擬對(duì)加筋土工結(jié)構(gòu)施加多場(chǎng)耦合作用的工況；工況模擬裝置包括：支撐單元，用于支撐加筋土工結(jié)構(gòu)；支撐單元包括框架、底板以及側(cè)板；豎向加載單元，用于對(duì)加筋土工結(jié)構(gòu)施加豎向的動(dòng)荷載；豎向加載單元包括加載板以及驅(qū)動(dòng)加載板豎向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；橫向約束單元，用于對(duì)加筋土工結(jié)構(gòu)施加橫向的約束；橫向約束單元包括約束板以及對(duì)約束板進(jìn)行支撐的支撐機(jī)構(gòu)；約束板與底板和側(cè)板圍成填筑加筋土工結(jié)構(gòu)的箱體；干濕循環(huán)控制單元，用于控制加筋土工結(jié)構(gòu)的含水量；干濕循環(huán)控制單元包括水循環(huán)機(jī)構(gòu)以及烘干機(jī)構(gòu)；所述測(cè)量裝置用于測(cè)量加筋土工結(jié)構(gòu)在工況模擬裝置施加的多場(chǎng)耦合作用下的性能；測(cè)量裝置包括：第一測(cè)距單元，用于測(cè)量加載板的豎向位移；第二測(cè)距單元，用于測(cè)量約束板的橫向位移；壓力監(jiān)測(cè)單元，用于測(cè)量加筋土工結(jié)構(gòu)承受的壓力；狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，用于測(cè)量加筋土工結(jié)構(gòu)的加速度、溫度和含水率中的任意幾個(gè)。