一种变刚度数显式温克尔弹性地基试验装置、工作方法、应用制造方法及图纸

本申请公开了尤其涉及一种变刚度数显式温克尔弹性地基试验装置、工作方法、应用；属于土木工程试验设备技术领域；其技术要点：包括三个组件，即套管组件、刚度调节组件、弹簧紧固组件。本申请旨在提供一种变刚度数显式温克尔弹性地基试验装置、工作方法、应用；其能够增加试验装置的通用型，不需要经常更换弹簧。

【技术实现步骤摘要】
一种变刚度数显式温克尔弹性地基试验装置、工作方法、应用
本申请属于土木工程试验设备
，更具体的，涉及一种变刚度数显式温克尔弹性地基试验装置、工作方法、应用。
技术介绍
在研究下伏矿层开采引起顶板岩层裂隙开展、离层分布状态及移动规律时，大型物理模型试验因其直观、可靠的优点而经常被采用。在试验中，底部基座和矿层通常按照相似比制作相似模型材料或者采用可拆除的刚性支撑来模拟矿层开采。但这两种方案均有不足，当采用相似模型材料时，制作相似模型材料工序复杂，开采时难以控制开采扰动；当采用刚性支撑开采时，不能有效模拟开采引起的应力重分布导致的基座变形，这样就不能真实反映煤层开采以后的地基变形情况及其对上部岩体的影响。但在岩层控制的相关理论中，常将基座认为符合Winkler弹性地基假设，故可采用弹性地基试验装置解决开挖扰动及基座变形问题。在现有的试验装置中，中国专利CN206146745U中公开了一种可以模拟弹性地基的支座装置，该装置包括上套筒和下套筒，上套筒设在下筒上部，上套筒与下套筒之间设有弹性件，上套筒上设有记录位置变化的位移计，该装置利用不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变刚度数显式温克尔弹性地基试验装置，其特征在于，包括：套管组件、刚度调节组件、弹簧紧固组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种变刚度数显式温克尔弹性地基试验装置，其特征在于，包括：套管组件、刚度调节组件、弹簧紧固组件。


2.根据权利要求1所述的一种变刚度数显式温克尔弹性地基试验装置，其特征在于：
所述套管组件包括：底座、底部套管、加载套管、外壳套管、外壳套管环状盘、外壳套管升降组件、刚性板；其中，所述底部套管的底端与底座的顶面固定连接；其中，所述外壳套管插入到底部套管中，所述外壳套管的外表面与底部套管的内表面适配；所述外壳套管的下端区域固定有外壳套管环状盘，外壳套管升降组件的底部固定端固定底座上，外壳套管升降组件的顶部活动端与外壳套管环状盘连接，通过调节外壳套管升降组件，能够调节外壳套管的高度，所述外壳套管升降组件包括若干个气压伸缩杆，其沿着外壳套管的周向均匀布置；所述刚性板设置在外壳套管的内部；所述加载套管伸入到外壳套管中，加载套管底部固定在刚性板的上表面；
刚度调节组件包括：弹簧、钢筒、钢筒水平杆、钢筒升降组件；其中，弹簧为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧在水平面的投影为圆形；其中，所述钢筒在加载套管的内部，即钢筒的外径小于加载套管的内径；所述加载套管的中间区域设置间隔设置有4个沿着竖向方向延伸的第一竖向开口；在外壳套管沿着全长或者部分高度对称设置有2个第二竖向开口；其中，钢筒的外部设置有钢筒水平杆，所述钢筒水平杆依次通过第一竖向开口、第二竖向开口延伸到外壳套管的外部；其中，钢筒水平杆的数量为至少2个，钢筒升降组件包括多个动力伸缩杆，动力伸缩杆与钢筒水平杆对应设置；其中，钢筒升降组件的底部固定端固定底座上，钢筒升降组件的顶部活动端与钢筒水平杆连接；通过调节钢筒升降组件的高度，进而来调节钢筒的高度；
在外壳套管的内表面对称设置有2组竖向导槽组件，所述钢筒的外侧设置有导向杆组件，导向杆组件的端头形状插入到竖向导槽组件中；
弹簧紧固组件包括：2个对应的伸缩夹头组件、第一型滑轮、第二型滑轮、绳、弹簧拉紧装置；其中，伸缩夹头组件包括：水平套筒、弹性伸缩杆；所述水平套筒的一端与钢筒的内表面刚接，所述水平套筒的另一端设置有开口；所述弹性伸缩杆从水平套筒的开口插入到水平套筒的内部且所述弹性伸缩杆的一端固定连接在水平套筒的内部；所述弹性伸缩杆的另一端固定连接有夹头板，在夹头板的外表面设置有摩擦纹；在每个夹头板的顶部设置有2个第一型滑轮；在钢筒的内部还设置有2个第二型滑轮；通过2个夹头板来夹住同一高度的弹簧；所述2个第二型滑轮的中心点的连线通过弹簧的圆心；其中，所述弹簧拉紧装置包括：固定器、限位装置、绳端部固定组件、连接杆、夹紧旋钮；所述连接杆的一端固定连接有夹紧旋钮，所述连接杆的另一端端部设置有螺纹；所述连接杆穿过第二竖向开口，所述夹紧旋钮设置在外壳套管的外侧；固定器的左端部固定在钢筒的外侧，固定器的内部设置有螺纹孔，所述连接杆的螺纹与固定器的螺纹适配；所述连接杆的中部固定设置有2个间隔一定距离的限位装置；所述绳端部固定组件设置在2个限位装置之间；
2个伸缩夹头组件的水平套筒1、以及连接杆处于同一竖向平面，也即2个伸缩夹头组件的水平套筒通过钢筒的圆心；
所述绳分为11段：第1段为从绳端部固定组件出发到前侧的第二型滑轮；第2段为前侧的第二型滑轮到左侧的伸缩夹头组件的前侧的第一型滑轮；第3段为左侧的伸缩夹头组件的前侧的第一型滑轮到左侧的伸缩夹头组件的后侧的第一型滑轮；第4段为左侧的伸缩夹头组件的后侧的第一型滑轮到后侧的第二型滑轮；第5段为后侧的第二型滑轮到右侧的伸缩夹头组件的后侧的第一型滑轮；第6段为右侧的伸缩夹头组件的后侧的第一型滑轮到右侧的伸缩夹头组件的前侧的第一型滑轮；第7段为右侧的伸缩夹头组件的前侧的第一型滑轮到前侧的第二型滑轮；第8段为前侧的第二型滑轮到左侧的伸缩夹头组件的前侧的第一型滑轮；第9段为左侧的伸缩夹头组件的前侧的第一型滑轮到左侧的伸缩夹头组件的后侧的第一型滑轮；第10段为左...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟祖良，高国富，刘新荣，王南云，杜立兵，徐雅薇，李皓，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50