[实用新型]岩土体柔性边界加载装置和试验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土体试验领域，特别是涉及一种可实现柔性边界加载的岩土体柔性边界加载装置和包含该加载装置的试验系统。

背景技术

大型岩土工程问题十分复杂，通过数值计算和理论分析等方法往往得不到具有参考意义的结果，因此，相似模拟试验成为解决大型工程中与岩土体物理、力学性质相关的难题的必要研究手段。在相似模拟试验中，初始应力条件及试样尺寸决定着试验结果的准确性。基于柔性边界的均匀力边界条件优于基于刚性边界的均匀位移边界条件，而大比尺试验模型的试验结果准确性更高。

现有柔性加载装置通常采用的柔性加载方式包括：液压囊加载、液压枕柔性加载、活塞式柔性均布压力加载器加载以及加载板与试样间加一层柔性橡胶后加载等。但现有加载装置普遍存在试样尺寸小，难以进行大变形试验的问题，且结构复杂，可操作性不强。

实用新型内容

本实用新型的目的至少在于提供一种岩土体柔性边界加载装置和包含该加载装置的试验系统，通过刚性加载板间的柔性连接，在实现柔性边界加载的同时进行大变形试验，提高试验精度。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型的一个实施方式提供一种岩土体柔性边界加载装置，包括加压装置和刚性加载板，刚性加载板包括四块，分别沿正六面体形状的四个侧面竖直设置，相邻两块刚性加载板相互垂直，且通过柔性连接件连接在一起；每个刚性加载板均包括正面、背面和两个侧面，正面为加载面，背面与加压装置连接；所述刚性加载板安装在滑轨结构上，所述滑轨结构包括底板和位于底板上的四对滑轨，每相互平行的两个滑轨为一对，分别对应一块刚性加载板，刚性加载板底部安装在成对滑轨上。

在一个实施方式中，柔性连接件为弹簧或折叠钢板。

在一个实施方式中，相邻两块刚性加载板之间由两个柔性连接件分别在刚性加载板的上部和下部进行连接。

在一个实施方式中，每块刚性加载板的背面均连接两个上下对称布置的加压装置。

在一个实施方式中，加压装置是液压油缸。

在一个实施方式中，本实用新型提供一种岩土体试验系统，包括液压站、岩土体柔性边界加载装置、数据检测装置和数据处理系统，所述岩土体柔性边界加载装置为前述任一实施方式的岩土体柔性边界加载装置，加压装置为通过液压油管与液压站连接的液压油缸；所述数据检测装置包括压力传感器和位移传感器，压力传感器布设在刚性加载板的加载面上，位移传感器设置在刚性加载板的上端；数据处理系统包括微型计算机和与微型计算机连接的数据采集器，数据采集器与压力传感器和位移传感器连接。

本实用新型提供的上述技术方案，采用柔性连接件连接各刚性加载板，既解决边界力不均匀问题，又增大了加载板行程，可完成柔性边界加载条件下的岩土体大变形试验，提高模型试验精度；本实用新型提供的柔性加载装置及试验系统还具有操作简单、成本低、实用性强等优点。

附图说明

图1为本实用新型岩土体试验系统一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型岩土体柔性边界加载装置一个实施例的俯视结构示意图；

图3为图2所示岩土体柔性边界加载装置的俯视剖面结构示意图；

图4为本实用新型刚性加载板滑轨结构一个实施例的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，以具体实施例为例，详细说明本实用新型的实施方式。

图1示出本实用新型岩土体试验系统的一个实施例，该试验系统包括液压站1、柔性边界加载装置2、数据检测装置3和数据处理系统4。