[实用新型]活塞式均布压力加载器

说明书

所属技术领域

本实用新型属于地质力学模型试验加载设备技术领域，主要涉及的是一种活塞式均布压力加载器。

背景技术

模型边界加载技术是地质力学模型试验中的一项关键技术，因为它直接关系到模型边界加载效果和精度，也直接影响模型块体内所形成的应力(应变)场的均匀程度，对模型试验结果能否符合工程实际受力状态起着至关重要的作用。从现有模型加载技术看，普遍使用的有如下两种加载方式：一是用普通千斤顶配合三角形分布块对模型边界加载，二是用柔性橡胶囊对模型边界加载。这两种方式在试验精度要求不高的情况下也能解决一些工程问题。随着工程规模的逐渐扩大，要求精度的不断提高，这两种加载方式日益暴露出其存在的弊端：(1)、用千斤顶配合三角形分布块加载压力均匀性偏差较大，导致模型内应变场均匀性很差，很难如实反映工程受力状态；(2)、用柔性橡胶囊加载，其加载均匀性尚可，但其行程较小，荷载强度偏低，无法满足模型较大变形和较高强度的要求，因而其适用范围受到了很大限制。再者，其制作麻烦，费时费力，而使用寿命也很短，一般只能满足一次试验需要。

发明内容

本实用新型的目的即由此产生，提出一种活塞式均布压力加载器。该加载器结构合理、性能优良，可满足不同模型加载试验的要求。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术实现的：在底板上固定连接有缸体，该缸体上设有进油接头及回油接头，上端由油缸盖封闭，缸体内部分布设有多个连通的空腔，每个空腔内均设有活塞，每个活塞均通过调整螺杆与传力板固定连接。

本实用新型结构合理，性能优良。其是在一个很小的面积上均匀设置若干个活塞，且这些活塞全部共用一个油压，或同一排(列)共用一个油压。根据误差理论中的概率平衡原理，在同一精度的测量中，绝对值相同的正负误差产生的概率相等。因此，这些活塞(指同一油路、同一油压)中出力大的与出力小的有互相抵消作用，使得加载器下的压力公布的均匀度大大提高。另外，由于这些活塞的油压是相同的，但位移却是独立的，因而它对模型表面的不均匀变形的适应能力很强，即使模型表面变形不均匀，它也可以产生较好的均布压力。第三，每个活塞的行程可以任意设定，从而能够很好地满足软弱介质模型表面变形大的要求。本实用新型在“岩土工程多功能模拟试验装置”上试用，使用效果良好，既克服了现有加载技术存在的弊端(即用千斤顶加载压力均匀性偏差大，用柔性囊加载行程偏小，荷载强度偏低、使用寿命短)，又满足了不同模型加载试验的要求。既可在模型上加均布荷载，又可加阶梯形荷载，并能满足模型表面不均匀变形的要求。试验验证，该加载器整体出力与油压成直线关系，可在模型块体内产生大范围的均匀应变场，并且应变场的分布形态和数值都与理论计算结果相当接近，达到了预期的效果。

附图说明

本实用新型有如下附图：

附图1为本实用新型的俯视图。

附图2为本实用新型的剖视图。

附图3为本实用新型在模型试验中的示意图。

图中，1、回油接头，2、进油接头，3、垫圈，4、封堵，5、内六角螺栓，6、进油腔，7、回油腔，8、传力板，9、内六角螺栓，10、垫圈，11、底板，12、O型圈，13、封堵，14、O型圈，15、缸体，16、活塞，17、封堵，18、O型圈，19、油缸上盖，20、O型圈。

具体实施方式

结合附图，给出本实用新型的实施例如下：

如图2所示，本实施例是在一平面底板11上通过内六角螺栓5固定连接有缸体15，该缸体15为整体式缸体，其上设有回油接头1及进油接头2，上端由油缸上盖19封闭。缸体15分布有多个连通的空腔，每个空腔内均设有活塞16，该活塞16的下部与空腔间设有进油腔6、上部与空腔间设有回油腔7，在进油腔6与回油腔7之间由O型圈14密封。每个活塞16均通过调整螺杆21与传力板8固定连接。调整螺杆21的下部与活塞16螺纹连接，其上部与传力板9通过内六角螺栓9及垫圈10球铰连接，即各个传力板均可在一定角度内倾斜，以满足模型表面变形或不平整的要求。整个缸体内的油压可由手动油泵或电动油泵提供，由高压油管通过油管接头输送至缸体内部油路系统。各个小油缸之间可共用一个油压，也可一排或一列共用一个油压，以满足模型边界加载的不同要求。若加均布荷载，则各个小油缸共用一个油路系统，提供相同油压，由小活塞将压力传递给传力板，再传递到模型表面上；若加阶梯形荷载，则每一排(或列)上的小油缸共用一个油路系统，各排油缸油压不等，以便给模型施加阶梯形荷载。

如图3所示，其为本实施例在“岩土工程多功能模拟试验装置”上的应用，这是一个平面应力模型试验。在试验前先将均布压力加载器D安装在承载框架A上，并用高压油管将油泵油压系统与均布压力加载器D连接好，然后将模型B放置于承载框架A内，进行加载试验。均匀压力加载器D工作时，先将回油阀打开，油压从油管接头进入缸体的进油腔内，此时，九个活塞在油压作用下开始向前运动，将压力传递给传力板，再由传力板将油压传递到试验模型B的表面上，此时模型表面开始受力，根据不同试验要求测量各级荷载下模型体内的应变(或应力)分布状态，完成试验测试工作。当模型加载结束时，打开进油阀门，油压由回油接头进入回油腔；推动活塞向后运动，缩回至原位，此时卸除模型B，试验结束。