[发明专利]一种适用于疲劳试验的围压加载试验装置

说明书

一种适用于疲劳试验的围压加载试验装置，包括道砟试验模型箱和围压控制系统，所述的围压控制系统包括囊体，所述的囊体包括一级水室、二级水室、进水管一和进水管二，所述的道砟试验模型箱中设有可拆卸的支撑板，所述的支撑板位于两个二级水室之间。采用以上结构后，本发明具有如下优点：可用于实验室测定不同侧向围压及垂向荷载作用条件下，道床在循环荷载作用后的力学特性变化，累计沉降规律和颗粒破碎情况，可通过分区域控制囊体内水压力，分方向分层控制囊体对试样的侧向主动压力，从而实现对道床各个工况环境的受力情况的精细化模拟。道砟试验模型箱是由底板和四面相同的可拆卸式侧板通过螺栓组装而成，可以容易的进行换样和清洁箱体。

技术领域

本发明涉及围压加载试验技术领域，具体是指一种适用于疲劳试验的围压加载试验装置。

背景技术

碎石道砟作为一种不可替代的道床材料广泛应用于有砟轨道，其在传递列车荷载、排除道床积水、固定轨枕位置等工作环节扮演着十分重要的角色。然而，在经过列车荷载的长期循环往复作用后，道砟往往会出现尖角折断、颗粒破裂、表面磨耗等不同程度的劣化现象。已有研究表明，由于道砟表面磨耗导致道床脏污的累积，再加上道床级配的劣化，不仅会削弱道床的力学性能，而且容易引起道床出现不均匀沉降以及轨道线路几何形位失稳等严重病害，最终间接地影响列车行驶的安全性和旅客的舒适性。

为了探究在循环荷载作用下道床的力学特性变化、累计沉降规律以及颗粒破碎情况。近年来，针对道床在列车循环荷载作用下的力学特性分析研究越来越多。现有研究所用的大多数碎石道砟循环荷载疲劳试验模型箱结构过于简单，具体表现在模型箱体的侧板无法实现分区域可动，进而无法为道砟试样侧面提供分区域侧向主动应力。在模型箱体由四面刚性金属板作为侧板直接焊接到一面刚性金属底板上，该类模型箱在进行试验的过程中由于配备的四周侧板为不可动刚性板，因此无法为试样提供侧向主动应力应变的状态，取而代之的是刚性侧限；另外，有极少数的试验模型箱对前者进行了改进，将上述的刚性不可动侧板更换为可动侧板，其侧向压力由千斤顶提供，通过千斤顶的集中顶推力对可动侧板产生位移和应力，从而间接地施加在试样上，该类模型箱尽管可以为试样提供侧向主动应力应变状态，但仍存在很大的问题。由于实际线路中，道床试样单元体在整个带状道床体中受力情况较为复杂，当受到列车荷载作用时，道床试样单元体不仅受到垂向作用力，同时还受到单元体侧向碎石道砟由于重力和荷载作用的挤压变形而向单元体侧面产生的主动压力，该部分压力在单元体侧面分布具有不均匀性，主要体现在不同高度所受到的侧向压力大小不同。因此，第二类道砟模型箱并不能模拟道床试样单元侧面所受压力的区域差异化，不满足充分真实地还原列车荷载作用时道床的实际受力情况，因而不能准确地反映有砟道床在循环荷载作用后的力学特性变化、累计沉降规律和颗粒破碎情况。

发明内容

本发明要解决上述技术问题，提供一种适用于疲劳试验的围压加载试验装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种适用于疲劳试验的围压加载试验装置，包括道砟试验模型箱和围压控制系统，所述的道砟试验模型箱包括底板和四面相同的可拆卸式的侧板由螺栓组装而成，所述的道砟试验模型箱内相对设有可拆卸的隔板一，所述的道砟试验模型箱的外侧四面均设有可拆卸的三角支撑架，两个所述的三角支撑架的上端设有螺栓连接的横梁，所述的围压控制系统包括设置在隔板一和侧板之间的囊体，所述的囊体包括一级水室，所述的一级水室的一侧均匀的设有二级水室，所述的二级水室的另一侧设有保护层，所述的保护层和二级水室之间设有压力传感器，所述的一级水室内均匀的设有含透水孔的隔板二，所述的二级水室的外侧设有进水管一，所述的一级水室的外侧设有进水管二，所述的道砟试验模型箱的内部设有支撑二级水室且可拆卸的支撑板，所述的支撑板位于两个二级水室之间，所述的道砟试验模型箱内设有多层的道砟级配碎石，两层所述的道砟级配碎石之间设有土压力盒，多层的所述的道砟级配碎石顶部设有预制轨枕段，所述的预制轨枕段上端设有预制钢轨段，所述的预制钢轨段通过钢轨扣件连接预制轨枕段。

采用以上结构后，本发明具有如下优点：