红层路基动力变形特性模拟测试系统技术方案

本发明专利技术适用于铁路施工建设装置技术领域，提供一种红层路基动力变形特性模拟测试系统，包括直线轨道、底板、两个移动车、两塑形板以及前侧板和后侧板，底板位于两直线轨道下方，塑形板与移动车转动连接，移动车设有轨道制动机构以及塑形板制动器；前侧板、后侧板、底板和两塑形板围合形成用于填置红层路基的敞口填料空间，塑形板、前侧板和后侧板上分别设有若干层应力应变传感器。借助本发明专利技术的红层路基动力变形特性模拟测试系统，试验者可以快速完成红层路基层状岩土的模拟，并实时观测各层土体的应力应变情况，从而通过模拟实现快速了解红层路基力学变形特性。

A Simulated Test System for Dynamic Deformation Characteristics of Red Bed Subgrade

The invention is applicable to the technical field of railway construction and construction equipment, and provides a simulation test system for dynamic deformation characteristics of red bed roadbed, including linear track, bottom plate, two mobile vehicles, two plastic plates and front and rear plates. The bottom plate is located under two linear tracks, and the plastic plate is rotated and connected with the mobile vehicle. The mobile vehicle is equipped with track brake mechanism and plastic plate brake on the front side. The open filling space for filling the red bed roadbed is formed by the enclosure of the plate, the rear side plate, the bottom plate and the two plastic plates. The plastic plate, the front side plate and the rear side plate are respectively provided with several layers of stress and strain sensors. With the aid of the dynamic deformation simulation test system of the red bed roadbed, the experimenter can quickly complete the simulation of the red bed roadbed like rock and soil, and observe the stress and strain of each layer of soil in real time, so as to quickly understand the mechanical deformation characteristics of the red bed roadbed through simulation.

【技术实现步骤摘要】
红层路基动力变形特性模拟测试系统
本专利技术属于铁路施工建设装置
，更具体地说，是涉及一种红层路基动力变形特性模拟测试系统。
技术介绍
我国高速铁路“四纵四横”的部署，几乎通过了所有特殊土区域。红层是指外观以红色调为主的陆相碎屑沉积地层。红层具有遇水软化、崩解、失水收缩、开裂等特殊的工程特性,属典型的易滑地层。在雨季,红层地区经常发生数量众多的滑坡灾害。列车通过以红层为路基的线路时，列车荷载对路基的动力作用主要发生在基床部分。动应力、动位移和加速度是研究路基动态响应的主要参数。现场测试是研究线路整体结构动力特性最直接有效的方法，对确定铁路路基结构的力学性质和变形特性、验证设计参数的合理性，进而对设计进行优化，有着其他试验手段和理论计算无法替代的作用。但由于试验费用很高，并且实验周期长，现场测试的方法在铁路建设中很少被采用，而现有的层状岩体模拟实验模型制作过程又较为繁琐，且不能快速了解层间受力变形情况。因此为了验证在列车荷载条件下对红层路基的影响，设计一种能够快速了解红层路基力学变形特性(层间受力变形情况)的模拟测试系统成为了时下当务之急。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种红层路基动力变形特性模拟测试系统，旨在解决现有技术无法快速了解红层路基的层间受力变形情况的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种红层路基动力变形特性模拟测试系统，包括直线轨道、底板、两个能够在所述直线轨道上移动的移动车、两个分别由所述移动车驱动并能够沿所述底板的左右方向移动的塑形板以及分别位于所述底板前后两侧的前侧板和后侧板，所述直线轨道包括两个平行设置的铁轨构件，所述底板位于两所述直线轨道下方，所述塑形板与所述移动车转动连接，所述移动车设有用于制动的轨道制动机构以及用于阻止所述塑形板相对于所述移动车转动的塑形板制动器；所述前侧板、所述后侧板、所述底板和两所述塑形板围合形成用于填置红层路基的敞口填料空间，所述塑形板、所述前侧板和所述后侧板上分别设有若干层应力应变传感器。进一步地，所述红层路基动力变形特性模拟测试系统还包括设置在所述直线轨道底部且用于支撑所述直线轨道的轨道支撑机构以及设置在所述底板底部且用于支撑所述底板的轨道底板支撑机构。进一步地，所述底板支撑机构包括至少两个支撑立柱，所述支撑立柱包括与所述底板相连的柱体以及设置在所述柱体底部并与所述柱体螺纹连接的地脚。进一步地，所述移动车包括车本体以及设置在所述车本体上的四个车轮，所述轨道制动机构包括能够与所述直线轨道抵接的制动螺栓以及承托架，所述承托架与所述车本体相连，所述承托架上设有与所述制动螺栓螺纹连接的螺纹通孔。进一步地，所述移动车还包括与所述车本体相连的固定轴以及套接在所述固定轴的外周并与所述固定轴转动连接的转筒，所述转筒上设有用于安装所述塑形板的插槽，所述塑形板制动器包括固设在所述车本体上的固定部以及用于使所述转筒与所述固定轴抵接固定的移动部，所述移动部设置在所述固定部上。进一步地，所述塑形板通过螺纹连接在所述转筒上的抵接螺栓13安装固定在所述插槽内。进一步地，所述塑形板制动器为气缸。进一步地，所述塑形板靠近所述底板的一端设有与所述底板抵接的抵接摩擦部。进一步地，所述抵接摩擦部为半圆形柱形胶质构件。本专利技术提供的红层路基动力变形特性模拟测试系统，通过设置能够左右移动且可旋转的塑形板、前侧板、后侧板和底板，组合形成可以根据试验需求的特定形状的敞口填料空间，敞口填料空间内设有若干层应力应变传感器，借助本专利技术的红层路基动力变形特性模拟测试系统，试验者可以快速完成红层路基层状岩土的模拟，并实时观测各层土体的应力应变情况，从而通过模拟实现快速了解红层路基力学变形特性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的红层路基动力变形特性模拟测试系统的示意图；图2为图1的A向视图；图3为图1的B向视图；图4为图1中塑形板的示意图。图中：1-直线轨道；2-底板；3-移动车；301-固定轴；302-转筒；4-塑形板；401-抵接摩擦部；5-前侧板；6-后侧板；7-塑形板制动器；8-轨道支撑机构；9-柱体；10-地脚；11-承托架；12-制动螺栓；13-抵接螺栓。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请参见图1至图3，现对本专利技术提供的红层路基动力变形特性模拟测试系统的实施例进行说明。红层路基动力变形特性模拟测试系统，包括直线轨道1、底板2、两个移动车3、两个能够沿底板2的左右方向移动的塑形板4、前侧板5以及后侧板6。直线轨道1即包括两个平行设置的铁轨构件，两个移动车3能够向火车头一样在直线轨道1上左右移动。塑形板4与移动车3转动连接，塑形板4由移动车3驱动才能相对于塑形板4左右移动。移动车3设有用于使移动车3相对于直线轨道1制动的轨道制动机构以及用于阻止塑形板4相对于移动车3转动的塑形板制动器7。底板2位于两移动车3及直线轨道1的下方，前侧板5位于底板2的前侧，后侧板6位于底板2的后侧，前侧板5、后侧板6、底板2和两塑形板4围合形成用于填置红层路基的敞口填料空间，塑形板4、前侧板5和后侧板6上分别设有若干层应力应变传感器，塑形板4、前侧板5和后侧板6可以作为是岩土体的一部分参与实验，每个板体(塑形板4、前侧板5和后侧板6)上沿上下(竖直)方向都分设有若干层应力应变传感器。每层应力应变传感器包括至少一个应力应变传感器。应力应变传感器是用来检测敞口填料空间内该应力应变传感器附近土体的应力应变情况的传感器，各应力应变传感器均与外部的采集分析仪器电连接，采集分析仪器一般是计算机，由采集分析仪器对各应力应变传感器的采集数据进行记录和后续分析。本专利技术实施例提供的红层路基动力变形特性模拟测试系统，采用移动车机构固定塑形板，能够方便的调整层状岩土体形状，现场制模，可重复使用，分层制实验岩土体，并由塑形板上传感器系统实时监测层状土体的受理变形状态，可根据实时反馈的数据确定下一步的实验方案，必要时，前后侧板和塑性板可模拟稳定岩层、边坡，直接参与实验。使用本系统将极大节约实验尤其是实验岩土体制备时间，能及时可靠的反馈模型的受力变形情况，便于下一步实验方案的选择与开展。使用本专利技术实施例提供的红层路基动力变形特性模拟测试系统的过程即利用本专利技术实施例提供的红层路基动力变形特性模拟测试系统对红层路基进行动力变形的试验方法步骤：a.根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.红层路基动力变形特性模拟测试系统，其特征在于，包括直线轨道、底板、两个能够在所述直线轨道上移动的移动车、两个分别由所述移动车驱动并能够沿所述底板的左右方向移动的塑形板以及分别位于所述底板前后两侧的前侧板和后侧板，所述直线轨道包括两个平行设置的铁轨构件，所述底板位于两所述直线轨道下方，所述塑形板与所述移动车转动连接，所述移动车设有用于制动的轨道制动机构以及用于阻止所述塑形板相对于所述移动车转动的塑形板制动器；所述前侧板、所述后侧板、所述底板和两所述塑形板围合形成用于填置红层路基的敞口填料空间，所述塑形板、所述前侧板和所述后侧板上分别设有若干层应力应变传感器。

【技术特征摘要】
1.红层路基动力变形特性模拟测试系统，其特征在于，包括直线轨道、底板、两个能够在所述直线轨道上移动的移动车、两个分别由所述移动车驱动并能够沿所述底板的左右方向移动的塑形板以及分别位于所述底板前后两侧的前侧板和后侧板，所述直线轨道包括两个平行设置的铁轨构件，所述底板位于两所述直线轨道下方，所述塑形板与所述移动车转动连接，所述移动车设有用于制动的轨道制动机构以及用于阻止所述塑形板相对于所述移动车转动的塑形板制动器；所述前侧板、所述后侧板、所述底板和两所述塑形板围合形成用于填置红层路基的敞口填料空间，所述塑形板、所述前侧板和所述后侧板上分别设有若干层应力应变传感器。2.如权利要求1所述的红层路基动力变形特性模拟测试系统，其特征在于，所述红层路基动力变形特性模拟测试系统还包括设置在所述直线轨道底部且用于支撑所述直线轨道的轨道支撑机构以及设置在所述底板底部且用于支撑所述底板的轨道底板支撑机构。3.如权利要求2所述的红层路基动力变形特性模拟测试系统，其特征在于，所述底板支撑机构包括至少两个支撑立柱，所述支撑立柱包括与所述底板相连的柱体以及设置在所述柱体底部并与所述柱体螺纹连接的地脚。4.如权利要求1-3任一项所述的红层路...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵维刚，梅晓腾，张骞，李萌，陈甜甜，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北,13