[发明专利]一种吸力锚试验装置和试验方法

权利要求书

1.一种吸力锚试验装置，包括吸力锚模型(1)、试验槽(2)；所述试验槽(2)为空腔结构，盛装有试验土体(21)；

其特征在于，

所述吸力锚试验装置还包括安装在所述试验槽(2)上的组合框架；所述的组合框架包括：固设在所述试验槽(2)上的环形导轨(8)；在所述环形导轨(8)上旋转连接的U型旋转框架结构(9)；所述环形导轨(8)径向上固设的水平固定支架(7)；在所述水平固定支架(7)内侧滑动连接的竖向固定支架(6)；所述竖向固定支架(6)上连接的能上、下移动的竖直移动结构(17)；所述竖直移动结构(17)上连接的锁止装置(10)，用以将所述竖直移动结构(17)锁定在所述竖向固定支架(6)上；所述吸力锚模型(1)吊装在所述竖直移动结构(17)下部，位于所述试验槽(2)盛装的试验土体(21)内；

所述吸力锚试验装置还包括对所述吸力锚模型(1)施加载荷的伺服控制执行系统；所述的伺服控制执行系统包括：所述竖向固定支架(6)上安装的竖直动力源及编码器组件(3)，用于驱动所述竖直移动结构(17)在所述竖向固定支架(6)上做上、下移动；所述水平固定支架(7)上安装的水平动力源及编码器组件(4)，用于驱动所述竖向固定支架(6)沿所述水平运动导轨(12)做直线移动；所述U型旋转框架结构(9)的顶部横梁上端安装的旋转动力源及编码器组件(5)，用于驱动所述U型旋转框架结构(9)在所述环形导轨(8)上围绕所述试验槽(2)轴线做平面转动；

所述吸力锚试验装置还包括集成了数据采集系统的数据采集通道(11)，所述数据采集通道(11)固设在所述组合框架上。

2.如权利要求1所述的吸力锚试验装置，其特征在于，所述环形导轨(8)上部有环形导轨槽(13)，所述U型旋转框架结构(9)下部设置有与所述环形导轨槽(13)配合使用的旋转移动滑块(14)，所述旋转移动滑块(14)束缚在所述环形导轨槽(13)内，带动所述U型旋转框架结构(9)沿所述环形导轨槽(13)，在所述环形导轨(8)上围绕所述试验槽(2)轴线做平面转动。

3.如权利要求1所述的吸力锚试验装置，其特征在于，所述水平固定支架(7)由两条相间隔的支架组成，所述支架相对内侧有水平运动导轨(12)，所述竖向固定支架(6)上有与水平运动导轨(12)相配合的水平移动滑块(15),所述水平移动滑块(15)镶嵌在所述水平运动导轨(12)的内侧，并带动所述竖向固定支架(6)沿所述水平运动导轨(12)，在水平固定支架(7)上做水平直线移动。

4.如权利要求1所述的吸力锚试验装置，其特征在于，所述竖向固定支架(6)上有带有竖直运动导轨(16)，所述竖直移动结构(17)上有竖直移动轨道滑块(19)，镶嵌在所述竖直运动导轨(16)内，和所述竖直运动导轨(16)配合使用，带动所述竖直移动结构(17)沿所述竖直运动导轨(16)，在所述竖向固定支架(6)上做垂直方向的上、下移动。

5.一种复合加载模式的吸力锚试验方法，使用如权利要求1所述的吸力锚试验装置，包括：

所述竖直动力源及编码器组件(3)实施激励，驱动所述竖直移动结构(17)在所述竖向固定支架(6)上做垂直方向的上、下移动；所述数据采集系统通过所述数据采集通道(11)，采集所述吸力锚模型(1)承受的竖直方向的力或扭矩参数、位移或转角参数，并存储，进行所述吸力锚模型(1)的竖向沉贯试验；

所述水平动力源及编码器组件(4)实施激励，驱动所述竖向固定支架(6)沿所述水平运动导轨(12)做水平方向的直线移动；所述数据采集系统通过所述数据采集通道(11)，采集所述吸力锚模型(1)承受的水平方向的力或扭矩参数、位移或转角参数，并存储，进行所述吸力锚模型(1)的水平加载试验；

所述旋转动力源及编码器组件(5)实时激励，驱动所述U型旋转框架结构(9)在所述环形导轨(8)上围绕所述试验槽(2)轴线做平面旋转运动；所述数据采集系统通过所述数据采集通道(11)，采集所述吸力锚模型(1)承受的扭转方向的力或扭矩参数、位移或转角参数，并存储，进行所述吸力锚模型(1)的扭转加载试验；

所述竖直动力源及编码器组件(3)、所述水平动力源及编码器组件(4)、所述旋转动力源及编码器组件(5)的实时激励的任意组合，形成不同的复合加载模式，使所述吸力锚模型(1)处于不同的复合加载运动模式中；所述数据采集系统通过所述数据采集通道(11)，同时采集所述吸力锚模型(1)承受的竖直方向、和/或水平方向、和/或扭转方向的力或扭矩、位移或转角的参数，并存储，进行所述吸力锚模型(1)的多向加载试验；

存储的所述力或扭矩参数、位移或转角参数，传输给计算机。