[发明专利]柱体结构主被动土压力联合模型实验装置及其试验方法

权利要求书

1.柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，包括实验槽、制动装置、柱体模型、缆绳和压力传感器，所述实验槽内装有充填物，所述柱体模型竖直埋设于所述填充物中，所述压力传感器安装于所述柱体模型的表面且被所述充填物覆盖，所述制动装置通过收拢所述缆绳来牵引所述柱体模型；所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设于所述柱体模型的运动方向上，用于测量被动土压力；所述第二压力传感器设于背离所述柱体模型的运动方向上，用于测量主动土压力。

2.如权利要求1所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器布置在所述柱体模型外表面的同一高度上。

3.如权利要求2所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，在所述柱体模型外表面的不同高度上布置有多个所述压力传感器，用于测量不同高度的主动土压力和被动土压力。

4.如权利要求1所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，所述制动装置连接有加载控制器，用于控制所述制动装置收放所述缆绳的速度。

5.如权利要求1所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，所述压力传感器连接有数据采集系统，所述压力传感器所测得的压力数据传输至所述数据采集系统。

6.如权利要求5所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，所述缆绳上设有拉力传感器，用于检测所述缆绳的拉力，所述拉力传感器所测得的拉力数据传输至所述数据采集系统。

7.如权利要求1-6任一项所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，所述制动装置包括刚性框架、电机和滑轮组，所述电机和所述滑轮组设于所述刚性框架上，所述缆绳经由所述滑轮组导引后连接至所述电机，所述滑轮组包括下滑轮和上滑轮，所述上滑轮在所述刚性框架上的高度可调。

8.如权利要求1-6任一项所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置，其特征在于，所述压力传感器为箔式微型压力计。

9.基于权利要求1-8任一项所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：搭设并调整好实验装置：先将柱体模型放入实验槽中，固定所述柱体模型的底端，在所述柱体模型的外侧表面布置多个压力传感器，将所述压力传感器通过数据传输导线连接至数据采集系统，再向所述实验槽中填土至预设深度；将制动装置与所述柱体模型通过缆绳连接；

S02：启动所述制动装置，由加载控制器控制所述制动装置的电机转动，带动所述柱体模型产生位移，所述压力传感器测得主动土压力和被动土压力数据，并将其传输至所述数据采集系统进行处理。

10.如权利要求9所述的柱体结构主被动土压力联合模型实验装置的试验方法，其特征在于，在步骤S01中，先后采用所述柱体模型和平板模型进行主被动土压力及加载拉力的测试，所述平板模型在运动方向上和所述柱体模型具有相同的横截面。