[实用新型]山区高速铁路桩基振动测试模型试验系统

说明书

本实用新型提供一种山区高速铁路桩基振动测试模型试验系统，主要包括模型槽、钢基底平台、试验用土、混凝土桩、激振器、加压板、加速度传感器、位移测量传感器及安装装置。利用组合式钢基底模拟下卧基岩，其中水平钢基底平台和倾斜钢基底平台可分别模拟水平基岩以及倾斜基岩，开展山区复杂地质条件的模拟。可根据需要形成斜坡面和水平面，开展山区复杂地形条件的模拟。另外，激振器施加循环往复的竖向动荷载，模拟列车移动荷载，从而制成山区高速铁路路基振动模型，配合加速度和位移传感器，可展开山区高速铁路路基系统振动特性的测试研究。本实用新型实现了模型测试研究功能的同时还有经济节约，适用性强，操作简便合理的优点。

技术领域

本实用新型专利具体涉及一种山区高速铁路桩基振动测试模型试验系统，包括山区高速铁路模型，配套传感器及测量方法，可用于开展山区高速铁路路基振动特性的研究。

背景技术

近年来，轨道交通的建设技术发展较快。平原地区的轨道交通建设已经趋于饱和，越来越多的轨道建设项目位于山区，山区沟壑纵横，导致山区土体易发生倾斜沉积，斜坡地形和下卧基岩面倾斜等复杂地层条件十分常见。此类复杂地层往往承载力较低，容易侧向失稳，出现超限位移破坏，一般需要使用桩基础进行地基处理。对于轨道交通而言，运营途中的列车对下部基础的作用力会根据列车行驶速度及其到基础的距离变化，是一个典型的动荷载。山区高速铁路通过时，由于地形不对称，轨道下方的地基基础不仅会出现竖向振动，还会有水平向振动。如果车速较高，在离心力和双向振动作用下容易出现跳轨现象。实际设计时需要将双向振动控制在一定范围内，否则会影响乘坐体验，甚至危及行车安全。目前领域内对此类问题的机理尚不十分清楚，设计时缺乏参考。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种山区高速铁路桩基振动测试模型试验系统，其特征在于：包括混凝土模型槽，钢性基底，激振器，加压板，竖向位移传感器，水平位移传感器，竖向加速度传感器，水平加速度传感器。

所述混凝土模型槽底部为钢性基底。试验时，所述混凝土模型槽内部容纳试验用土体和桩基。所述土体位于钢性基底上方。所述桩基下端位于土体内部，上端位于土体上方。

所述加压板上安装有激振器、竖向加速度传感器和水平加速度传感器。试验时，所述加压板水平设置，其下表面与桩基上端接触。

所述混凝土模型槽上方具有钢架。所述竖向位移传感器连接在钢架上。试验时，所述竖向位移传感器的测量端与加压板的上表面接触。

所述混凝土模型槽的内壁固定有钢条。所述水平位移传感器连接在钢条上，试验时，所述水平位移传感器的测量端与加压板的侧面接触。

进一步，所述混凝土模型槽四周为混凝土砌筑。

进一步，所述钢性基底是水平钢基底平台或倾斜钢基底平台。

所述水平钢基底平台上表面水平。所述倾斜钢基底平台上表面倾斜。

进一步，所述加压板是由至少3cm厚钢板制成，正方形截面。加压板的边长是桩基截面直径或截面边长的2～5倍。

进一步，用于安装传感器的所述钢架固定在混凝土模型槽外部，不受激振器的振动影响。

进一步，所述钢条下端插入土体，侧面与混凝土模型槽的侧壁可靠连接。所述钢条面向加压板的一侧开有盲孔，水平位移传感器非测量端置于所述盲孔中。

本实用新型的技术效果是毋庸置疑的，通过该系统，能够开展山区高速铁路振动特性的一系列力学研究，以加深对山区高速铁路基础服役性能的认识，保障基础稳定性，提高列车运营安全性和舒适度。

附图说明

图1 为本实用新型进行水平地层条件高速铁路振动测试时的正面图；

图2 为本实用新型进行斜坡地形高速铁路振动测试时的正面图；