[发明专利]土层顶部加压装置

说明书

本发明公开了一种土层顶部加压装置，包括有试验箱以及待测模型(3)，试验箱的内部形成有供土层(101)容置的容置腔(10)，待测模型(3)局部或全部埋设在土层(101)中；其特征在于：试验箱的顶部设有安装板(102)；土层顶部加压装置还包括有多个呈矩阵状布置在土层(101)表面的压板(4)以及多个相互独立的相对于安装板(102)固定的第一驱动装置(5)，每一第一驱动装置(5)与压板(4)一一对应，且能驱动对应的压板(4)上下移动，用以对不同位置的土层(101)施加不同的压力。与现有技术相比，本发明的土层顶部加压装置能精确模拟不同地形和不同受力环境导致的土木工程结构和基础设施顶部受力非均匀状态。

技术领域

本发明涉及跨断层土木工程结构与设施实验装置技术领域，具体指一种用于模拟不同压力埋设环境的土层顶部加压装置。

背景技术

随着人类社会经济发展的需要，大型土木、交通、水利和海洋工程等的建设日益普遍，工程结构的地震地质安全愈来愈引起人们的关注。这其中，土木工程结构和基础设施在地震断层作用下的安全性尤为突出。调查表明，当隧道、桥梁、铁路、管线、建筑等大型工程穿、跨越活动断裂带时，断层运动时将会对工程结构产生张拉、挤压或者剪切作用，将导致结构和设施系统产生变形直至破坏，一旦发生，其社会和经济损失都将难以估量。因此，对穿、跨越断层带的土木工程结构和设施，不仅其本身应当具有良好的抗震性能，还需要具有一定的变形能力和抗挫断能力。

目前针对大型土木、交通、水利和海洋工程在地震断层作用下的安全问题的研究还不充分，尤其针对穿、跨越地震断层的工程结构和设施的实验研究还远远不足。现有技术中，以隧道为例，在地震断层作用下的模型试验方法所采用的模拟实验平台往往只能模拟断层错动的剪切作用对隧道的影响，但是对于现实环境的隧道来说，地形或人类的动态活动等会在埋设有隧道的土层的不同位置施加不同大小的压力，因此，隧道顶部的受力状态是非均匀的，目前的实验平台忽略了这方面的测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能精确模拟不同地形和不同受力环境导致的土木工程结构和基础设施顶部受力非均匀状态的土层顶部加压装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种土层顶部加压装置，包括有试验箱以及待测模型，所述试验箱的内部形成有供土层容置的容置腔，所述待测模型根据应用场景局部或全部埋设在土层中；其特征在于：所述试验箱的顶部设有安装板；

所述的土层顶部加压装置还包括有

多个压板，呈矩阵状布置在土层的表面；以及

多个相互独立的第一驱动装置，相对于所述的安装板固定，每一第一驱动装置与压板一一对应，且能驱动对应的压板上下移动，用以对不同位置的土层施加不同的压力。

为了方便对压板进行施压，所述的第一驱动装置包括有

第一缸体，安装在所述的安装板上；以及

第一活塞杆，能相对于第一缸体沿竖直方向伸缩，端部与对应的压板相连接。

为了保证压板的平稳移动和施压，所述的第一驱动装置还包括有

导向套，穿设在安装板上并相对于安装板固定；以及

导向杆，安装在对应压板的顶部，与所述的导向套导向配合。

为了方便将泥土放入容置腔中，所述试验箱的顶部具有开口，所述的安装板通过第二驱动装置能拆卸地覆盖在试验箱的顶部。

为了保证安装板能够紧贴在试验箱的顶部，所述的第二驱动装置包括有

第一基座，安装在所述试验箱的外侧壁上；

限位板，固定在所述安装板的外缘，沿竖直方向贯穿开设有穿孔；

第二缸体，铰接在所述的第一基座上；以及