[发明专利]可用于研究循环移动荷载作用下地基力学行为的试验系统

权利要求书

1.一种可用于研究循环移动荷载作用下地基力学行为的试验系统，其特征在于，包括：

刚性模型箱，用于装载土体并设有透明观察部位；

反力架，与刚性模型箱连接并固定在地面上，用于提供水平承载力和竖向承载力；

基础模拟子系统，铺设在土体上部；

静-动耦合荷载加载子系统，通过基础模拟子系统依次向土体施加前期固结压力、竖向荷载和循环移动荷载，分别用于超固结土的制备、土体深度的模拟以及竖向静-动耦合荷载的模拟，所述的静-动耦合荷载加载子系统包括多个独立控制的竖向电液伺服作动器，所述的电液伺服作动器安装固定在反力架上，下部与基础模拟子系统连接，各电液伺服作动器以不同的相位施加竖向循环动载，以模拟具有不同速度的移动荷载；

图像采集子系统，用于采集土体位移和变形图像；

数据控制与采集子系统，用于试验系统的驱动控制、试验数据的采集与传输。

2.根据权利要求1所述的一种可用于研究循环移动荷载作用下地基力学行为的试验系统，其特征在于，所述的刚性模型箱为钢结构箱体，所述的透明观察部位为设置于侧壁的钢化玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种可用于研究循环移动荷载作用下地基力学行为的试验系统，其特征在于，所述的刚性模型箱底部设有可双面排水或单面排水的阀门。

4.根据权利要求1所述的一种可用于研究循环移动荷载作用下地基力学行为的试验系统，其特征在于，所述的反力架为钢结构框架，包括垂向承载立柱和水平承载框架。

5.根据权利要求1所述的一种可用于研究循环移动荷载作用下地基力学行为的试验系统，其特征在于，所述的静-动耦合荷载加载子系统还包括油泵站，用于向电液伺服作动器提供一定的压力。

6.根据权利要求5所述的一种可用于研究循环移动荷载作用下地基力学行为的试验系统，其特征在于，所述的油泵站包括储油箱、提供动力的高压油泵、控制与测量组件，所述的储油箱与高压油泵连接，所述的高压油泵通过管路与电液伺服作动器连接，所述的控制与测量组件与高压油泵连接，所述的高压油泵提供的压力通过电液伺服作动器作用于基础模拟子系统上。

7.根据权利要求1所述的一种可用于研究循环移动荷载作用下地基力学行为的试验系统，其特征在于，所述的图像采集子系统包括PIV照相机。

8.根据权利要求1所述的一种可用于研究循环移动荷载作用下地基力学行为的试验系统，其特征在于，所述的数据控制与采集子系统包括：

电子计算机，用于试验系统的驱动控制、试验数据的记录和处理；

多通道控制器，与电子计算机和静-动耦合荷载加载子系统连接，用于控制加载的波形、幅值、次数和频率；

土应力盒和孔压传感器，置入土体内部，与电子计算机连接；

位移传感器，与电子计算机连接，用于测量基础模拟子系统的沉降变形。

9.一种采用如权利要求1～8任一所述的可用于研究循环移动荷载作用下地基力学行为的试验系统进行力学行为试验的方法，其特征在于，包括：

固结阶段，静-动耦合荷载加载子系统先通过辅助的加载钢板对土体施加前期固结压力；

土体深度模拟阶段，土体沉降稳定后对土体施加一个竖向荷载，待土体变形稳定，模拟得到一定深度的地基土体；

试验阶段，静-动耦合荷载加载子系统在土体上施加竖向循环动载，通过变化循环荷载的频率，模拟具有不同速度的移动荷载。