一种交通荷载作用下冻土地基上管涵模型实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种交通荷载作用下冻土地基上管涵模型实验装置及其实验方法，包括外箱体、内箱体，在内箱体的底部铺设有不透水层，在不透水层上铺设模拟土体，模拟土体内设置有试验管涵，还包括伺服液压加载系统，固定于外箱体的上部；进水控制系统和排水收集系统，分别设置在外箱体的侧上方和外箱体对立侧的下方；交通荷载模拟系统，位于内箱体的盖板上、外箱体的盖板以下；压力传感系统，分布于内箱体中的试验管涵周围；PIV测试系统，位于外箱体的外部，研究交通荷载下冻土地基上管涵受力特性和周围填土位移。本发明专利技术考虑交通荷载和冻融对管涵的影响，对管涵受力和周围填土位移进行分析，能够较真实模拟冻土地区路堤上车辆经过对管涵的影响情况。管涵的影响情况。

【技术实现步骤摘要】
一种交通荷载作用下冻土地基上管涵模型实验装置及方法


[0001]本专利技术涉及土工试验设备的
，尤其涉及一种交通荷载作用下冻土地基上管涵模型实验装置，同时还涉及一种交通荷载作用下冻土地基上管涵模型实验装置的实验方法。

技术介绍

[0002]我国冻土区面积广阔，约有53.5％的陆地面积属于季节性冻土区。冻土区地基土的冻融是影响路基安全的一个关键难题，地基土的冻胀和融沉对涵洞受力影响显著，当涵洞穿越冻土时，冻土冻胀不均会产生冻融土体之间的应力梯度，引起涵洞的垂直位移和涵体的附加应力。同时，随着经济飞速发展，物流交通运输量日益增大，交通荷载特别是重载作用对涵洞受力和变形特性的影响也越来越大。实践表明：交通荷载作用下，路基产生较大的工后沉降和不均匀变形，对公路的使用寿命和行车安全产生严重的影响，特别是超载车辆对地下浅埋结构的受力及变形特性的影响更为严重。
[0003]由于涵洞受力影响因素众多，交通荷载和地基冻融作用下涵洞的受力特性认识不够深入，车辆
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地基(冻融)
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填土
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管涵相互作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交通荷载作用下冻土地基上管涵模型实验装置，包括外箱体(1)、位于所述外箱体(1)内部的内箱体(13)，其特征在于，在内箱体(13)的底部铺设有不透水层(18)，在所述不透水层(18)上铺设模拟土体(23)直至内箱体(13)的盖板(12)，所述模拟土体(23)内设置有试验管涵(17)，还包括：伺服液压加载系统，固定于所述外箱体(1)的上部，用于对内箱体(13)的盖板(12)施加竖直向下的静载压力；进水控制系统和排水收集系统，分别设置在外箱体的侧上方和外箱体对立侧的下方，用于向外箱体进行注水和收集排出水体，以模拟地下水及其流动的状态；交通荷载模拟系统，位于内箱体的盖板(12)上、外箱体的盖板(2)以下，用于模拟来回车辆的交通荷载；压力传感系统，分布于所述内箱体(13)中的试验管涵(17)周围，用于监测试验管涵(17)周围土体压力，并监测各种荷载影响下界面土压力分布；温度传感系统，布置在所述试验管涵(17)以下、不透水层(18)以上，用于监测冻土地基的温度；PIV测试系统，位于外箱体(1)的外部，用于通过数字成像技术记录实验过程中填土颗粒及地基土中标记物在数字图像上的位置，基于图像分析确定填土颗粒和地基土的运动规律以及土柱间潜在的滑动面，以研究交通荷载下冻土地基上管涵受力特性和周围填土位移。2.根据权利要求1所述的交通荷载作用下冻土地基上管涵模型实验装置，其特征在于，所述内箱体(13)由位于外箱体(1)内部的两个隔板(24)间隔形成，该两个隔板的高度同外箱体(1)的侧板的高度保持一致，且隔板的下部开有孔洞；所述不透水层(18)不超出所述隔板(24)的孔洞的高度；所述外箱体(1)和内箱体(13)内的水位始终与所述隔板(24)的孔洞并齐。3.根据权利要求2所述的交通荷载作用下冻土地基上管涵模型实验装置，其特征在于，所述伺服液压加载系统包括反力梁(3)、位于所述反力梁(3)下部的油泵(4)、位于所述油泵(4)下部的液压千斤顶(25)，在所述反力梁(3)与外箱体的盖板(2)之间设置有压力计(5)，通过液压千斤顶(25)对内箱体的盖板进行加压，进行静荷载模拟。4.根据权利要求3所述的交通荷载作用下冻土地基上管涵模型实验装置，其特征在于，所述交通荷载模拟系统采用放置在内箱体的盖板(12)上的两个下部装有轮子的模拟轮载(10)，所述模拟轮载(10)的上部连接在遥控电动碳纤维滑轨(11)上，所述遥控电动碳纤维滑轨(11)的两端可通过螺丝固定在所述隔板(24)上，所述模拟轮载(10)分别位于所述液压千斤顶(25)的两侧。5.根据权利要求1所述的交通荷载作用下冻土地基上管涵模型实验装置，其特征在于，所述压力传感系统包括薄膜压力片(14)，所述薄膜压力片(14)分别布置在试验管涵(17)的涵顶、涵侧和涵底。6.根据权利要求1所述的交通荷载作用下冻土地基上管涵模型实验装置，其特征在于，所述温度传感系统包括温度传感片(15)，所述温度传感片(15)分别布置在试验管涵(17)以下、不透水层(18)以上。7.根据权利要求1所述的交通...

【专利技术属性】
技术研发人员：马强，银豪梁，肖衡林，陈智，刘永莉，吴念泽，程宏梁，曾高飞，陈俊杰，李俊辉，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：