[实用新型]一种滑坡野外模型试验用的自动加载系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及滑坡试验的加载技术，特别给出了一种应用于滑坡野外模型试验研究的自动加载系统。

背景技术

在滑坡灾害防治技术模型试验研究领域中，常采用加载的方式来模拟滑坡推力，观察在逐级加载作用下滑坡防治技术结构的位移、应力应变、裂缝变形及破坏形态等，全面而又形象地模拟其从加载直至破坏过程中的受力规律、破坏模式及变形机制，进而解决工程中的复杂问题，并创造或检验出其设计计算方法和理论。

目前，在进行滑坡模型试验时，常采用重物堆载法模拟竖向荷载，或采用反力法来模拟竖向、横向或斜向荷载。重物堆载法常采用沙袋或预制混凝土块等重物堆积来模拟竖向荷载，但存在堆载量大、耗时长、误差大、安全性差等缺陷，适用于滑坡模型小、荷载量不大、测试精度不高的物理模型试验。反力法常通过设置地锚并采用千斤顶通过拉杆对反力梁体施加荷载的方法来模拟竖向荷载，或通过制作试验模型箱体(钢结构)，并在箱体一侧安装千斤顶，利用模型箱体自静力平衡原理来模拟横向荷载，也可通过改变试验模型的箱体角度，来模拟斜向荷载。反力法相比堆载法具有模拟荷载量更大、加载更安全、加载时间短、测试误差小等特点，越来越广泛的应用于滑坡防治技术室内模型试验研究中。

为更符合实际的研究和验证滑坡防治技术结构的受力机制及变形破坏特征，滑坡模型试验研究逐步由室内转向野外，要求逐步提高，如试验模型尺寸更大、加载荷载量更多、监测测试自动化、安全加载等。常规的反力法也呈现出诸多缺陷：①拉地锚式反力梁法中，地锚造价高、加载位置固定不变、现场安全性难保证；②在野外建立一个滑坡尺寸大小的模型箱体，成本高昂且不切合实际；③千斤顶量程大、规格大，现场施工中加载难度大，手动控制加载误差大且安全性差。

目前，反力法多应用于桥梁梁体静载试验中，例如，在专利号[CN104280297A]中，分析了堆载法及设置地锚并采用千斤顶通过拉杆对梁体施加荷载方法的缺陷，并给出了一种桥梁梁体静载试验用的反力梁加载装置。在专利号[CN201402221Y]中，给出了一种可移动式多点同步结构模型静载试验装置，通过反力钢梁，实现对桥梁结构模型反力加载。因此，本发明旨在解决滑坡野外模型试验中的加载难题，提出一种应用于滑坡野外模型试验的自动加载系统。

实用新型内容

针对现有常规的反力法加载应用野外模型试验中的不足，提供一种适用于野外的滑坡模型试验的加载系统，实现自动化加载，加载方法简单、加载荷载量及速度可控。

本实用新型提供的技术方案是：该自动加载系统包括液压加载系统和中央控制系统，所述液压加载系统包括反力墙、液压动力站、液压油缸、电磁换向阀、比例减压阀、比例控制器、液压锁、压力传感器、传感器与推力板连接件、推力板；所述液压油缸与反力墙、推力板相对应连接，中心间距在同一加载力方向线上；所述液压油缸后座与反力墙固定连接，所述液压油缸伸缩端与压力传感器相连，所述压力传感器与传感器与推力板连接件相连，所述传感器与推力板连接件嵌入推力板中；所述液压动力站与液压油缸相连，所述比例减压阀、电磁换向阀、比例控制器电信号端通过电缆连接；所述中央控制系统为电脑终端，与压力传感器、液压动力站连接。

以上所述本实用新型提供的自动加载系统中，所述液压动力站产生液压能，电信号控制所述电磁换向阀以控制液压能传递到所述液压油缸；压力信号控制所述比例减压阀的出口液压压力，以控制传递到液压油缸中液压能的大小；所述液压油缸做功产生机械能传递出推力。中央控制系统作为自动加载系统的总控制端，预先在中央控制系统的所述电脑终端中设定好野外滑坡试验的加载力大小、速度及液压加载系统的启停命令，通过控制液压动力站的启停、电磁换向阀的起闭和阀芯开口大小来实现所述液压油缸的推动方向及伸缩速度，进而带动所述推力板运动。所述压力传感器采集的压力数据与设定压力进行比较，经过所述比例控制器处理，所述比例控制器再对所述比例减压阀进行控制，调节所述比例减压阀出口处的液压压力，进而实现液压油缸推力大小的自动加载与控制。

进一步的，所述液压加载系统采用相同的独立单元结构。即整个自动加载系统可以重复多个液压加压加载系统单元，包括对应的多个反力墙、液压动力站、液压油缸、电磁换向阀、比例减压阀、比例控制器、液压锁、压力传感器、推力板及传感器与推力板连接件等，一一对应。其原理简要上就是将反力墙、液压油缸及推力板均设计为相同的独立单元结构，并相对应连接，从而使得整个自动加载系统可以根据实际野外情况选择合适数量的液压加压加载系统单元，更灵活的可调节性、更高的重复利用率。