[发明专利]一种可转动模型试验加载装置及加载方法

说明书

本发明公开了一种可转动模型试验加载装置及方法，包括液压加载装置、传力架和两个可转动加载装置；每个所述的可转动加载装置包括加载板和设置在加载板上的两个支架，在所述的两个支架上设有转杆，所述的转杆通过轴承支撑；所述的两个转杆与传力架相连，在所述的传力架上设有一个固定在其顶面的圆柱轴，所述的液压加载装置为圆柱轴提供向下的力。

技术领域

本发明属于土工模型试验领域，可以模拟路基模型试验中路面荷载的加载及加载方法。

背景技术

随着我国经济的发展，道路运输在国民经济中发挥着越来越重要的作用，在国家早期建设的高速公路，由于时间过久，很多高速不能满足先如今交通运输的要求，高速公路改扩建成为解决高速通行能力不足的最佳方法。高速公路改扩建不可避免的会有新旧路基的拼接，为了研究新旧路基拼接过程中可能产生的工程问题，需要进行相关的地质模型试验进行研究。现如今过于新旧路基模型试验研究较少，对于试验中路面荷载的加载更是一个问题。因为在现在的研究中，路面荷载通常简化为均布荷载，而均布荷载在加载过程中会产生不均与变形，在变形过程中要求不同部位的荷载要始终保持一致，现有的方法一是采用多个液压装置，路面不同位置进行分别加载；二是直接采用槽钢等钢结构进行平面加载。这两种方法第一个需要耗费大量的财力物力，且多个液压装置并不能保证试验的一致性，存在较多问题；平面加载则无法模拟路面的不均匀变形，当平板下方路面在荷载作用下产生不均匀变形时，平板由于刚度作用无法为变形较大的部分路面继续提供相同大小的荷载，导致试验结果不准确。

发明内容

针对路基模型试验中存在的问题，本发明提供了一种仅用一组液压装置就能实现模型路面荷载加载且可以根据模型路面变形情况加载板可以进行对应的转动，满足荷载在模型面不同部位大小相同的要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可转动模型试验加载装置，包括液压加载装置、传力架和两个可转动加载装置；每个所述的可转动加载装置包括加载板和设置在加载板上的两个支架，在所述的两个支架上设有转杆，所述的转杆通过轴承支撑；所述的两个转杆与传力架相连，在所述的传力架上设有一个固定在其顶面的圆柱轴，所述的液压加载装置为圆柱轴提供向下的力。液压加载装置的加载杆加载到圆柱轴上，这样传力架在圆柱径向方向可以根据下部变形情况产生转动，不会限制其下部的不均匀变形。

进一步的，所述的液压加载装置为液压控制的千斤顶，可利用电脑控制其加载速率和加载力的大小，通过螺栓等固定于反力架。

进一步的，所述传力架可以传递液压荷载。

进一步的，所述可转动加载装置，上部与传力架相接，下部与模型面相接。

进一步的，所述液压加载装置，为固定于反力架上的液压千斤顶，其加载力大小和变化情况可根据试验要求通过电脑进行设定和控制。

进一步的，所述加载板为具有一定厚度的钢板或槽钢，要求有足够的强度，可以将荷载均匀的加载到模型上，而转动装置通过支座焊接于加载板，包括轴承和转杆；轴承和转杆、加载板在加载过程中绕转杆轴向方向可以有一个自由的转动，不会限制其模型面的不均匀变形。

进一步的，所述传力架为包括一个工字钢和焊接于工字钢上部的圆柱轴组成；且所述的圆柱轴的轴线方向与所述转杆轴线方向平行；

所述工字钢可根据装置的大小选择不同的型号，能够将液压加载装置的加载力均匀的分配到下部两个加载模块上；

利用上述可转动模型试验加载装置进行试验的方法，包括以下步骤：

(1)根据试验模型尺寸和加载力的大小，确定合理的装置尺寸；

(2)将可转动加载装置安装在模型加载面，其长度方向应与模型可能的不均匀变形方向垂直；

(3)将传力架放置与两个可转动加载装置的转杆中间部位；