一种煤场堆载模拟实验方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤场堆载模拟实验方法，包括选择模型管，所述模型管用以模拟煤场原型中所使用的桩基；布置模型箱，根据煤场原型设计结果布置模型箱；所述煤场原型设计结果包括煤场原型中所使用桩基的材质和桩基截面尺寸；吊装模型箱到离心机上，将布置完毕的模型箱吊装到离心机的吊篮上；启动离心机并运行离心机一定的时间，运行离心机一定的时间以模拟煤场原型满载一定年限的工况；获取模拟数据，根据模拟数据验证煤场原型设计结果。还公开了一种煤场堆载模拟实验系统。通过本发明专利技术方法和系统能够模拟验证煤场原型的设计结果，保证所设计煤场原型在运营期间的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种煤场堆载模拟实验方法和系统
本专利技术涉及一种煤场堆载模拟实验系统方法和系统，属于煤场建设领域。
技术介绍
煤场是指对方燃煤的场所，通常燃煤发电厂或钢铁厂的附属设施，随着人们环保意识的不断提高煤炭生产企业以前常用的露天储煤方式已经不符合要求，必须采取符合企业实际需求的全封闭式储煤场，才能保证企业良好的经济效益、环保效益和社会效益。在全封闭式储煤场建设过程中，为减少煤场建设区域原状土淤泥层的影响，通常采用真空联合堆载预压法对煤场地基进行预处理，以减少地基沉降和消除煤棚桩基的负摩阻力，保证煤场运营期间的安全性。但在煤场投入使用后，煤炭的堆载过程对地基和煤棚桩基依然存在影响。对此，如若在煤场设计初期对煤场运营期间的沉降问题进行研究和解决，以为建设封闭式煤场提供更加安全的设计方案，则能够保证封闭式煤场在运营期间的安全性。因此，亟需研究一种煤场堆载模拟实验设备和方法，以验证所设计煤场的安全性，进而保证所设计煤场在运营期间的安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种煤场堆载模拟实验方法和系统，用以验证煤场的设计结果，保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤场堆载模拟实验方法，其特征在于，包括选择模型管和模型板，所述模型管和模型板用以模拟煤场原型中所使用的桩基；/n布置模型箱，根据煤场原型设计结果布置模型箱；所述煤场原型设计结果包括煤场原型中所使用桩基的材质和桩基截面尺寸；/n吊装模型箱到离心机上，将布置完毕的模型箱吊装到离心机的吊篮上；/n启动离心机并运行离心机一定的时间，运行离心机一定的时间以模拟煤场原型满载一定年限的工况；/n获取模拟数据，根据模拟数据验证煤场原型设计结果；/n所述模拟数据包括地基沉降值、桩身弯矩、桩轴力等值；/n所述根据煤场原型设计结果布置模型箱包括在模型箱内布置两组模拟桩组件，/n所述两组模拟桩组件中均包括模型...

【技术特征摘要】
1.一种煤场堆载模拟实验方法，其特征在于，包括选择模型管和模型板，所述模型管和模型板用以模拟煤场原型中所使用的桩基；
布置模型箱，根据煤场原型设计结果布置模型箱；所述煤场原型设计结果包括煤场原型中所使用桩基的材质和桩基截面尺寸；
吊装模型箱到离心机上，将布置完毕的模型箱吊装到离心机的吊篮上；
启动离心机并运行离心机一定的时间，运行离心机一定的时间以模拟煤场原型满载一定年限的工况；
获取模拟数据，根据模拟数据验证煤场原型设计结果；
所述模拟数据包括地基沉降值、桩身弯矩、桩轴力等值；
所述根据煤场原型设计结果布置模型箱包括在模型箱内布置两组模拟桩组件，
所述两组模拟桩组件中均包括模型管和模型板，每组模拟桩组件分别靠近于模型箱的内箱壁设置；
所述煤场原型中所使用的桩基包括干煤棚桩基和设置在斗轮机下方的桩基，干煤棚桩基和设置在斗轮机下方的桩基包括有PHC桩和CDM桩，两组模拟桩组件中的两个模型管用以模拟煤场原型中的PHC桩、两个模型板用以模拟煤场原型中的CDM桩。


2.根据权利要求1所述的一种煤场堆载模拟实验方法，其特征在于，所述模型管或模型板的选型方法包括如下步骤：
步骤S01:选取模型管或模型板的E值：当处理结构物模型时，采用原型混凝土材料将导致结构过于薄弱，因此选取与原型钢筋混凝土密度、泊松比相近、结构更为紧密、性质更均匀的铝合金材料进行替代，以选取模型管对应材质的E值；
而煤场原型中CDM桩为设计搭接设计且呈花生状，试验中需对CDM桩进行必要的简化，采用弹性模量约200MPa的塑料板进行模拟，以选取模型板对应材质的E值；
步骤S02:获取模型管或模型板的截面积A：
根据等效刚度相近似原则，计算模型EA＝E1A1+E2A2来获取模型管或模型板的截面积A，E为模型管或模型板的等效弹性模量、E1为煤场原型中所使用桩基的钢筋模量、A1为煤场原型中所使用桩基中钢筋的面积、E2为煤场原型中所使用桩基的混凝土模量、A2为煤场原型中所使用桩基的混凝土截面积；
步骤S03：获取模型管或模型板的截面惯性矩IM；
步骤S04：获取相似比N：根据模型抗弯刚度等效公式获取相似比N；式中EP为煤场原型中所使用桩基的等效弹性模量、IP为煤场原型中所使用桩基的截面惯性矩、EM为步骤S02中所确定的模型管或模型板的E值、IM为模型管或模型板的惯性矩；
步骤S05:根据相似比N获取模型管或模型板的长度。


3.根据权利要求2所述的一种煤场堆载模拟实验方法，其特征在于，所述运行离心机一定的时间为50～60小时，以模拟煤场原型满载30年的工况；所述模型箱内设置有荷载板，所述荷载板用以模拟煤场原型所使用桩基上的附加荷载。


4.根据权利要求2或3所述的一种煤场堆载模拟实验方法，其特征在于，所述每组模拟桩组件中模型管的长度大于模型板的长度。


5.一种实施如权利要求1～4中任一权利要求所述煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫华林，
申请(专利权)人：中国华电科工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11