[发明专利]一种用于研究结构物相互作用及影响的试验装置及方法

权利要求书

1.一种研究结构物相互作用及影响的试验装置，其特征在于，包括：模型槽、水平荷载施加系统、竖向荷载施加系统、数据采集系统；

所述的模型槽内安装有移动挡土板，所述的移动挡土板与前、后侧挡土板平行；且移动挡土板与后侧挡土板之间通过多个距离调节装置相连，通过距离调节装置调节移动挡土板与前侧挡土板之间的距离；所述的移动挡土板与前侧挡土板之间形成填料和结构物的放置空间；

所述的水平荷载施加系统与结构物相连，对结构物施加水平加载力；水平荷载施加系统可在高度方向和水平方向上移动；

所述的竖向荷载施加系统用于对填料实现竖向荷载的定点施加或者均布施加；

所述的数据采集系统采集结构物位移、应力及颗粒位移采集;

所述的水平荷载施加系统通过可变支撑调节，所述的可变支撑包括立柱和水平支撑，所述的立柱在高度方向上设有螺丝孔；所述的水平支撑通过螺栓与立柱连接；在所述的水平支撑上设有导轨，所述的水平荷载施加系统放置在导轨上。

2.如权利要求1所述的研究结构物相互作用及影响的试验装置，其特征在于，所述的水平荷载施加系统包括变频伺服电机、丝杠螺母副和传动装置；所述的变频伺服电机通过传动装置驱动螺母旋转，所述的螺母驱动丝杠在水平方向上做直线运动；所述的丝杠与法兰盘相连，所述的法兰盘与压力电阻式轮辐传感器相连；所述的压力电阻式轮辐传感器与空心管相连，所述的空心管通过连接杆与结构物相连。

3.如权利要求1所述的研究结构物相互作用及影响的试验装置，其特征在于，所述的水平荷载施加系统包括多个，多个水平荷载施加系统放置在一个导轨上。

4.如权利要求1所述的研究结构物相互作用及影响的试验装置，其特征在于，所述的水平荷载施加系统包括多个，多个水平荷载施加系统放置在前后设置的不同导轨上，不同导轨上水平荷载施加系统独立设置。

5.如权利要求1或3或4所述的研究结构物相互作用及影响的试验装置，其特征在于，所述的水平荷载施加系统包括多个，多个水平荷载施加系统放置在前后设置的不同导轨上，且不同导轨上的部分水平荷载施加系统前后连接在一起，后面的水平荷载施加系统的连接杆依次穿过前面的水平荷载施加系统的连接杆后与结构物相连。

6.如权利要求1所述的研究结构物相互作用及影响的试验装置，其特征在于，所述的水平荷载施加系统的丝杠与一个传感器串联支架相连，在所述的传感器串联支架内安装多个压力电阻式轮辐传感器，每个压力电阻式轮辐传感器与一个空心管相连，每个空心管与一个结构物相连。

7.如权利要求1-3任一所述的研究结构物相互作用及影响的试验装置，其特征在于，模型槽的前侧挡土板为透明钢化玻璃或者有机玻璃。

8.如权利要求1-3任一所述的研究结构物相互作用及影响的试验装置，其特征在于，所述竖向荷载施加系统包括反力梁、加载千斤顶及荷载采集系统；所述的加载千斤顶安装在反力梁上，反力梁安装在模型槽顶部；加载千斤顶前端连接压力传感器；压力传感器前端连接加载接头或者加载板，实现竖向荷载的定点施加或者均布施加；加载千斤顶侧向连接位移测量装置，通过采集软件可实现荷载和位移的实时采集。

9.利用如权利要求1-8任一所述的研究结构物相互作用及影响的试验装置进行试验的方法，包括以下步骤：

根据试验要求或相似比设计确定模型槽尺寸，移动挡板的相对位置、可变支撑位置、反力梁的高度及加载系统量程；

安装模型槽底座、框架、侧向挡土板、移动挡板、可变支撑，安装并连接水平荷载施加系统及数据采集系统；

在模型槽内填筑填料并压实，到达一定高度后安装结构物，且将结构物与水平荷载施加系统相连；并继续填料至设计目标高度；

施加水平荷载，并通过数据采集系统获取结构物荷载、位移及砂颗粒位移数据；或/和安装竖向荷载施加系统及荷载采集系统，进行竖向加载和数据采集。