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原文传递一种路基填料的三维变形试验加载装置及方法

专利名称：	一种路基填料的三维变形试验加载装置及方法
摘要：	本发明公开了一种路基填料的三维变形试验加载装置及方法，包括水平设置的底板，底板中部凸出成形有矩形试样承台，所述试样设置在试样承台上，试样承台相对两侧分别设有定位钢板，定位钢板中部设有矩形应力孔，应力孔内设有与其间隙配合的X向加载板，X向加载板通过X向驱动装置驱动，对试样施加X向应力；定位钢板间设有Y向加载板，Y向加载板通过Y向驱动装置驱动，对试样施加Y向应力；定位钢板间还设有Z向加载板，Z向加载板设置在试样承台上方，Z向加载板通过Z向驱动装置驱动，对试样施加Z向动力或静力荷载。本发明能够对试样施加不同约束力，来最大程度模拟路基填料的变形过程，以便为路基的设计提供更加准确的参数建议。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	福建工程学院
发明人：	王启云;赵卫华;蔡雅容;林华明;张丙强;项玉龙;魏心星;臧万军;陈军浩;雷虎军;姚志雄
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910204503.3
公开号：	CN109870366A
代理机构：	北京市科名专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	陈朝阳
分类号：	G01N3/16(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	350118 福建省福州市大学新区学园路33号
主权项：	1.一种路基填料的三维变形试验加载装置，可用于模拟方柱状路基填料试样的三维变形情况，其特征在于，包括水平设置的底板，底板中部凸出成形有矩形试样承台，所述试样设置在试样承台上，试样承台相对两侧分别设有定位钢板，定位钢板间通过对拉螺杆固定，定位钢板中部设有矩形应力孔，应力孔内设有与其间隙配合的X向加载板，X向加载板厚度大于定位钢板厚度，X向加载板通过X向驱动装置驱动，对试样施加X向应力；定位钢板间设有Y向加载板，Y向加载板垂直于定位钢板，Y向加载板数量为两个且分别设置在试样承台上端面两侧，Y向加载板通过Y向驱动装置驱动，对试样施加Y向应力；定位钢板间还设有Z向加载板，Z向加载板设置在试样承台上方，Z向加载板通过Z向驱动装置驱动，对试样施加Z向动力或静力荷载；所述X向加载板、Y向加载板、Z向加载板与对应驱动装置间均设有力传感器；所述X向驱动装置、Y向驱动装置上均设有水平位移传感器；所述Z向驱动装置上设有竖向位移传感器。 2.如权利要求1所述的一种路基填料的三维变形试验加载装置，其特征在于，还包括矩形支架，矩形支架上设有与各加载板对应的横梁，所述X向驱动装置/Y向驱动装置分别设置在对应横梁上；所述X向驱动装置/Y向驱动装置均包括同轴设置的丝杆、传动轴，以及套设在丝杆外的滚珠，丝杆一端连接有侧向承压板，侧向承压板通过力传感器与对应加载板连接，所述水平位移传感器设置在侧向承压板上，丝杆外还套设有弹簧，弹簧设置在滚珠与侧向承压板间；传动轴为空心轴且一端套装在所述滚珠外，传动轴另一端与所述横梁转动连接，传动轴通过正反转带动滚珠与丝杆滚动配合，使丝杆带动侧向承压板沿其轴向做往复运动；所述传动轴外设有齿轮，所述横梁上还设有平行于所述传动轴的第一安装轴和第二安装轴，第一安装轴上套设有与齿轮啮合的粗调齿轮，第二安装轴上套设有与齿轮啮合的微调齿轮。 3.如权利要求1所述的一种路基填料的三维变形试验加载装置，其特征在于，还包括纵向支撑装置，所述Z向驱动装置设置在纵向支撑装置上；所述纵向支撑装置为反力架，所述Z向驱动装置包括竖直安装在反力架上的作动器，作动器输出端向下且连接有纵向承压板，纵向承压板通过力传感器与所述Z向加载板连接。 4.如权利要求1所述的一种路基填料的三维变形试验加载装置，其特征在于，所述X向加载板外缘设有限位台阶，限制X向加载板进入应力孔的深度。 5.如权利要求1所述的一种路基填料的三维变形试验加载装置，其特征在于，所述定位钢板、X向加载板均为L型钢板，X向加载板下端设有X向滑轮，所述定位钢板底部设有供X向滑轮滑动的导槽。 6.如权利要求1所述的一种路基填料的三维变形试验加载装置，其特征在于，所述Y向加载板为槽型钢板，Y向加载板下端设有Y向滑轮，Y向加载板上端设有导向轮，所述定位钢板内侧上端设有导向轮限位板，限制Y向加载板的Z向自由度。 7.如权利要求1所述的一种路基填料的三维变形试验加载装置，其特征在于，所述传动轴上设有水准泡。 8.一种路基填料的三维变形试验加载装置的加载方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、试样制作：将乳胶膜套设在试样承台上，在乳胶膜外侧套上对开钢模，按照《铁路工程土工试验规程TB10102-2010》要求，在乳胶膜内分层制备方柱状路基填料试样，试样制作完成后拆除钢模；步骤2、组件安装：在试样承台两侧安装定位钢板，并利用对拉螺杆固定，在定位孔内安装X向加载板，在定位钢板间安装Y向加载板、限位板；调整反力架位置，在反力架上安装Z向驱动装置，在Z向驱动装置输出端安装Z向加载板；安装矩形支架，在各横梁上分别安装X向驱动装置/Y向驱动装置；利用力传感器将各驱动装置的承压板和对应加载板连接，在纵向承压板上安装竖向位移传感器，在侧向承压板上安装水平位移传感器；步骤3、装置调试：将试验加载装置各部件安装后，用水准泡检查加载杆是否水平，检查X向加载板、Y向加载板是否存在卡槽现象；步骤4、侧向压力施加：调整反力架高度，保持Z向加载板与土样接触；转动各驱动装置的粗调齿轮，施加四周侧向围压，用力传感器实时监测侧向围压大小，当四周围压大致趋于一致时，转动微调齿轮对四周侧向压力进行微调，保持四周围压趋于一致；步骤5、试样加载：开启作动器，施加轴向动力或静力荷载，通过竖向位移传感器、水平位移传感器观测土样三维变形情况，通过分析数据获得路基填料变形特点。
所属类别：	发明专利