[发明专利]离心机试验强夯模拟辅助试验装置

摘要

本发明属岩土离心机技术领域，为离心机试验强夯模拟辅助试验装置。其主要由装置底座、模型箱、位移系统、夯击系统和实时监控系统组成。强夯模拟辅助试验装置可以实现水平纵向、水平横向位置的停机手动调节以及竖向离心运行过程中的可操控升降，基于强磁铁及有机玻璃套管的组合，可以实现微型夯锤自由落锤、起吊复夯及轻锤高击、重锤低击等复杂模拟动作，本发明结合离心实验室提供的离心机装置、影像系统、传感器系统可以模拟强夯施工工法、揭示强夯法机理、优化施工方案。

主权项

一种可操控模拟强夯的离心机试验强夯模拟辅助试验装置，由底座、模型箱、位移系统、夯击系统和实时监控系统组成，其特征在于：底座(1)起衬垫作用，整个试验装置至于其上，制作完成后由起重机将整个试验装置吊离底座，放置于离心中吊篮中并固定；模型箱由钢框架(2)和透明玻璃观察窗(3)组成，钢框架(2)为立方体框架，钢框架(2)的四个侧面中至少设置一个透明玻璃观察窗(3)；位移系统包括纵向运动支撑架、横向运动支撑架及竖向运动模块，水平横向运动支架为立方体框架结构，底部通过高强螺栓与钢框架(2)顶部连接，顶部相对的两侧固定有第一穿透槽(5)，横向运动支撑架(6)由四个钢块两两焊接组成框架结构，横向运动支撑架(6)的两个钢块分别位于两个第一穿透槽(5)上，且能使横向运动支撑架(6)在第一穿透槽(5)上来回移动，水平运动支撑架(6)的另两个钢块固定有第二穿透槽(7)；竖向运动模块由承载板(8)、变速箱(9)、变频电机(10)和升降杆(11)组成，变速箱(9)、变频电机(10)和升降杆(11)分别固定于承载板(8)上，变速箱(9)分别连接变频电机(10)和升降杆(11)，变频电机(10)可以通过改变电流的大小来控制转速，变速箱(9)根据变频电机(10)的转速以控制升降杆(11)在竖向位置的升降；承载板(8)的两侧位于两个第二穿透槽(7)上，且能承载板(8)在第二穿透槽(7)上来回移动；夯击系统由带外螺纹上部套管(12)、强磁铁(13)、铁质微型夯锤(14)和有机玻璃管(15)组成，带外螺纹上部套管(12)顶部通过高强螺栓固定于承载板(8)底部，升降杆(11)一端穿过带外螺纹上部套管(12)，其端部连接强磁铁(13)，强磁铁(13)可用于吸住铁质微型夯锤(14)，带外螺纹上部套管(12)的内径略大于升降杆(11)及强磁铁(13)的外径，即升降杆(11)可以提升强磁铁(13)自由通过带外螺纹上部套管(12)；上部套管(12)顶部通过高强螺栓连接在承载板(8)上，有机玻璃管(15)上部内壁设置一个带内螺纹的套管(16)，带外螺纹上部套管(12)通过外部螺纹连接有机玻璃管(15)的带内螺纹的套管(16)，通过调节带外螺纹上部套管(12)，使有机玻璃管(15)底面接触模型箱中土样；所述带内螺纹的套管(16)的内径小于夯锤(14)外径，而大于升降杆(11)及强磁铁(13)的外径，当强磁铁(13)吸住铁质微型夯锤(14)通过带内螺纹的套管(16)时，即可使得强磁铁(13)及铁质微型夯锤(14)的强行分离；实时监控系统由摄像机架(17)和摄像机(18)组成，摄像机架(17)顶部通过焊接连接于承载板(8)上，下部固定摄像机(18)，实时监控系统在试验期间起到控制与量测的作用，通过摄像机(18)可观测夯击系统的工作状态，在铁质微型夯锤(14)夯击土样后，通过有机玻璃管(15)上的刻度以及照片中铁质微型夯锤(14)的相对位置，即可分析夯击深度。