[发明专利]一种岩土多场测量试验系统及方法

权利要求书

1.一种岩土多场测量试验系统，其特征在于，包括：

试验支撑系统，包括模型槽、支撑框架和填筑设备，模型槽与支撑框架固定连接，所述填筑设备设置于模型槽上方；

加载系统，包括反力装置和加载装置，反力装置包括环形构件和顶升部件，所述环形构件为圆环，加载装置与环形构件顶部固定，通过环形构件实现加载装置的安装和加载角度的调整，实现对结构物360°方向的应力施加；环形构件底部连接顶升部件，且其位置可通过顶升部件调节，从而调整加载装置和模型槽的相对位置；环形构件两侧分别连接第二连接件，第二连接件的两端分别通过滑块与支撑框架的滑动导轨滑动连接；

数据采集系统，包括与加载装置固定的应力数据采集模块、与环形构件底部固定的位移数据采集模块，还包括设于模型槽底部的温度场数据采集模块和速度场数据采集模块。

2.根据权利要求1所述的一种岩土多场测量试验系统，其特征在于，所述支撑框架间隔设置两组，每组支撑框架包括两个对称安装的纵梁，纵梁之间从上至下依次安装上部横梁、中部横梁和下部横梁，其中，中部横梁和下部横梁与纵梁滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种岩土多场测量试验系统，其特征在于，所述环形构件顶部与中部横梁相连，环形构件两侧与纵梁滑动连接，加载装置的安装位置与环形构件的中心轴线重合，且环形构件中心轴线相对的位置分别连接一个拉杆。

4.根据权利要求2所述的一种岩土多场测量试验系统，其特征在于，所述纵梁内侧固定滑动导轨，中部横梁、下部横梁及环形构件的两侧分别与滑动导轨滑动连接。

5.根据权利要求3所述的一种岩土多场测量试验系统，其特征在于，所述应力数据采集模块为设于环形构件顶部的拉杆一侧的应力传感器，位移数据采集模块为设于环形构件底部的拉杆一侧的位移传感器。

6.根据权利要求1所述的一种岩土多场测量试验系统，其特征在于，所述温度场数据采集模块包括红外热像仪和红外热源，红外热源连接模型槽；所述红外热像仪位于模型槽底部，且与计算机相连。

7.根据权利要求1所述的一种岩土多场测量试验系统，其特征在于，所述速度场数据采集模块包括设于模型槽下方的CCD相机，所述CCD相机连接计算机。

8.根据权利要求7所述的一种岩土多场测量试验系统，其特征在于，还包括激光器、同步器、示踪粒子发生器，示踪粒子发生器与支撑框架固定，所述激光器通过同步器连接计算机；激光器的发射口设置反光镜，反光镜一侧设置透镜。

9.根据权利要求1所述的一种岩土多场测量试验系统，其特征在于，所述模型槽一侧设置进口，另一侧设置出口。

10.一种岩土多场测量试验方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的试验系统，包括：

调整支撑框架和模型槽，通过填料设备向模型槽内填筑结构物；

填筑填料，达到设定高度之后，安装加载装置；将加载装置与应力数据采集模块连接，调整环形构件位置，安装位移数据采集模块；

连接温度场数据采集模块和速度场数据采集模块，打开温度场数据采集模块的红外热源，向模型槽内输送热量；

启动示踪粒子发生器，向模型槽内发射示踪粒子；开启激光器和同步器，同时启动加载装置和数据采集模块，记录荷载、位移、温度场和速度矢量场变化；

处理CCD图像，获得速度位移场，并与红外热像仪得出的温度场耦合形成温度矢量场。