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原文传递岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置及试验方法

专利名称：	岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置及试验方法
摘要：	本发明属于岩土与地下工程技术领域，具体公开了一种岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置及试验方法，首先，在模型箱内制备岩土体模型，再分别布置加载系统、数据采集系统和控制系统，从而完成模拟装置的组建。其次，启动模拟装置，对模型箱内的岩土体模型施加荷载；通过数据采集系统采集岩土体模型所受载荷数据以及施加荷载对岩土体模型的影响。本发明采用基础荷载加载单元和动荷载加载单元对岩土体模型施加荷载，使岩土体模型受力能够反映原型情况。本发明的加载系统采用PLC控制换向阀来实现动荷载的加载，应用范围较广，成本低，加载能力强，可以多组同时加载，对交通动荷载作用下岩土与地下工程模型试验研究具有重要的意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	安徽建筑大学
发明人：	柳军修;曹广勇;程桦;席培胜;郝英奇;潘锐
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910393866.6
公开号：	CN110006764A
代理机构：	北京五洲洋和知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	刘春成;刘素霞
分类号：	G01N3/36(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	230601 安徽省合肥市经济技术开发区紫云路292号
主权项：	1.一种岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述模拟装置包括岩土体模型、加载系统、数据采集系统和控制系统；所述加载系统包括荷载加载单元和荷载加载板，所述荷载加载单元与所述荷载加载板连接，所述荷载加载单元包括动荷载加载单元，所述动荷载加载单元包括第一液压泵站、动荷载减压阀、动荷载换向阀和动荷载液压缸，所述动荷载液压缸设置在所述荷载加载板上，所述荷载加载板设置在所述岩土体模型的上部；所述数据采集系统包括位移传感器和土压力传感器；所述位移传感器设置在所述岩土体模型的上部，用于测量所述岩土体模型上部的位移；所述土压力传感器设置在岩土体模型的内部，用于测量岩土体模型内部的压力；所述控制系统分别与动荷载换向阀和数据采集系统连接，用于控制动荷载换向阀的换向频率、接收并处理采集的信息。 2.根据权利要求1所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述荷载加载单元还包括基础荷载加载单元，所述基础荷载加载单元包括第二液压泵站、基础荷载减压阀、基础荷载换向阀和基础荷载液压缸，所述基础荷载液压缸设置在所述荷载加载板上；优选地，所述荷载加载单元所采用的液压管路均为金属管；再优选地，所述动荷载减压阀与所述动荷载换向阀之间设置有动荷载液压表；所述基础荷载减压阀与所述基础荷载换向阀之间设置有基础荷载液压表。 3.根据权利要求2所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述加载系统还包括反力架，所述反力架上设置有所述基础荷载液压缸和所述动荷载液压缸。 4.根据权利要求2所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述数据采集系统还包括动压力传感器和静压力传感器；所述动压力传感器位于所述动荷载液压缸与所述荷载加载板之间，用于测量所述动荷载液压缸施加在所述荷载加载板上的加载力；所述静压力传感器位于所述基础荷载液压缸与所述荷载加载板之间，用于测量所述基础荷载液压缸施加在所述荷载加载板上的加载力。 5.根据权利要求2所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述控制系统包括PLC，所述控制系统通过所述PLC分别控制所述动荷载换向阀和所述基础荷载换向阀的换向。 6.根据权利要求4所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述控制系统还包括信息采集单元，所述信息采集单元包括显示模块，所述控制系统通过所述信息采集单元采集所述位移传感器、土压力传感器、动压力传感器和静压力传感器的测量数据，并通过所述显示模块进行显示；优选地，所述信息采集单元还包括数据接口。 7.一种岩土与地下工程模型试验交通动荷载试验方法，其特征在于，所述试验方法包括如下步骤： S1，制作岩土体模型，然后组建模拟装置； S2，启动模拟装置，对岩土体模型施加荷载； S3，通过数据采集系统采集所述S2中施加的荷载数据以及所施加荷载对所述岩土体模型的影响。 8.根据权利要求7所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载试验方法，其特征在于，所述S1具体包括如下步骤： S11，制作岩土体模型，在所述岩土体模型内部埋设土压力传感器，在岩土体模型的上部设置位移传感器； S12，确定岩土体模型受基础荷载大小，然后在岩土体模型的上部布置基础荷载液压缸； S13，确定岩土体模型受动荷载大小和频率，然后在岩土体模型的上部布置动荷载液压缸。 9.根据权利要求7所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载试验方法，其特征在于，所述S2具体包括如下步骤： S21，通过基础荷载加载单元对所述岩土体模型施加基础荷载，使所述岩土体模型承受的基础荷载按照模型率和相似原理换算后等于实际原型所受基础荷载的大小； S22，通过动荷载加载单元对所述岩土体模型施加预设压力和频率的动荷载，使所述岩土体模型承受动荷载大小及频率按照模型率和相似原理换算后等于实际原型承受的动荷载大小及频率。 10.根据权利要求7所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载试验方法，其特征在于，所述S3具体包括如下步骤： S31，通过信息采集单元采集动压力传感器和静压力传感器的压力数值以及动压力传感器的压力变化频率，验证基础荷载加载单元和动荷载加载单元的加载准确性与可靠性，并根据验证结果调整PLC的控制参数、动载减压阀和基础荷载减压阀； S32，通过所述信息采集单元采集位移传感器和土压力传感器的数据并经过处理，得出所述岩土体模型的变形与受力分布情况。
所属类别：	发明专利