[发明专利]一种道砟散体与基床动力响应模型及试验方法

权利要求书

1.一种道砟散体与基床动力响应模型，其特征在于，包括基床(1)以及从下至上依次铺设在所述基床(1)上的第一道砟层(2)、第二道砟层(3)、轨枕(4)和轨道(5)，所述基床(1)包括模型箱(110)以及填筑在模型箱(110)内的填料土，所述模型箱(110)为上端敞口等腰梯形箱，所述上端敞口等腰梯形箱的两腰板(111)、两界面板(112)和底板(113)分别采用柔性板、半刚性板和刚性板制成；所述轨道(5)上设有双激振点(510)；

所述第一道砟层(2)中道砟颗粒内埋设有磁铁；还包括磁力仪，所述磁力仪用于追踪磁铁随道砟颗粒的运动轨迹；

还包括测试元件(6)和数据采集仪，所述测试元件(6)设置在所述基床(1)的填料土上，所述测试元件(6)与所述数据采集仪电连接。

2.根据权利要求1所述的一种道砟散体与基床动力响应模型，其特征在于，所述第一道砟层(2)中道砟颗粒采用正四面体石材。

3.根据权利要求1所述的一种道砟散体与基床动力响应模型，其特征在于，还包括多根测试绳，每根所述测试绳的一端均与所述第一道砟层(2)中道砟颗粒相连接，另一端为自由端。

4.根据权利要求1所述的一种道砟散体与基床动力响应模型，其特征在于，所述测试元件(6)包括表面位移计(610)、土压力盒(620)和水平加速度计(630)，所述表面位移计(610)设置在所述第一道砟层(2)与所述填料土之间，所述土压力盒(620)和所述水平加速度计(630)分层布置在所述填料土内。

5.根据权利要求1所述的一种道砟散体与基床动力响应模型，其特征在于，所述上端敞口等腰梯形箱的两腰板(111)采用透明软塑料板制成，所述上端敞口等腰梯形箱的两界面板(112)采用透明钢化塑料板制成，所述上端敞口等腰梯形箱的底板(113)采用钢板制成。

6.根据权利要求5所述的一种道砟散体与基床动力响应模型，其特征在于，还包括摄像机，所述模型箱(110)的四周布置有所述摄像机，所述摄像机的采集镜头朝向所述第一道砟层(2)与所述填料土的交界面。

7.一种如权利要求1～6任一项所述道砟散体与基床动力响应模型的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、模型设计与制作：根据相似试验的有关理论，构建等比例缩放的模型；

步骤2、调试：对测试元件(6)、数据采集仪、摄像机、振动加载设备以及磁力仪进行调试；

步骤3、试验：对模型双激振点(510)进行连续振动加载，并通过数据采集仪实时采集测试元件(6)所获得的采集数据与动载谱的对应关系，以及利用摄影机记录模型箱(110)的变形情况和标记第一道砟层(2)中道砟颗粒的移动影像，同时通过磁力仪跟踪具有磁铁的道砟颗粒的运动轨迹，对没入填料土的道砟颗粒上的测试绳长度进行测量，获得道砟颗粒在基床(1)中总的位移，通过位移与时间的关系获得没入填料土的道砟颗粒在基床(1)中的运动速率，统计获得道砟颗粒没入填料土的相关实验参数。