一种研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置，涉及路基稳定性实验设备领域；三维实验装置包括：试验箱、列车振动加载机构、模拟铁轨和土洞模型；所述试验箱的顶部开口，底部设置有支腿和观察筒；所述观察筒与所述试验箱的内部连通；所述列车振动加载机构用于向所述模拟铁轨施加振动荷载；所述土洞模型用于设置在所述试验箱内，并用于封堵所述观察筒上与所述试验箱连接的一端；所述土洞模型的材质为泡沫；本实用新型专利技术结构简单，使用方便，能够辅助制作模拟土洞，辅助研究模拟土洞的动力稳定性。拟土洞的动力稳定性。拟土洞的动力稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置


[0001]本技术涉及路基稳定性实验设备领域，尤其涉及一种研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置。

技术介绍

[0002]我国岩溶区分布广泛，铁路运输不乏有需要穿越隐伏岩溶区的线路，列车振动诱发铁路路基隐伏土洞失稳并造成地面塌陷的事故常有发生。列车振动作用不同于水力或者静荷载作用，它不仅需要考虑力的周期性作用，还需考虑波的传播及衰减造成的影响。鉴于此类问题所需多学科知识共同解决的特性，列车振动作用下覆盖层岩溶塌陷机理始终未能查明。
[0003]一般来说，解决此类工程地质问题需要开展现场测试或物理模型试验。相比现场测试在加载方式上的局限性，物理模型试验的可操作性更大。然而，以物理模型试验为手段研究列车振动对土洞动力稳定性的影响仍然存在以下难题：首先，列车振动是由于轮轨接触表面不平顺而产生的轮轨动荷载，并产生频率高，振幅大的振动波，波在由铁路路基传导至土洞的过程中逐渐衰减，最终到达土洞并影响其稳定性，开展物理模型试验时需能够还原该作用过程；其次，列车的行驶速度与载重不同，对土洞造成的影响也有不同，需要采用单因素变量法进行对比试验；再者，土洞一般发育在覆盖层与岩溶交界面，需要制作模拟土洞。

技术实现思路

[0004]本技术旨在提出一种研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置，能够辅助制作模拟土洞，辅助研究模拟土洞的动力稳定性。
[0005]本技术提供一种研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置，包括：试验箱、列车振动加载机构、模拟铁轨和土洞模型；
[0006]所述试验箱的顶部开口，底部设置有支腿和观察筒；所述观察筒与所述试验箱的内部连通；
[0007]所述列车振动加载机构用于向所述模拟铁轨施加振动荷载；
[0008]所述土洞模型用于设置在所述试验箱内，并用于封堵所述观察筒上与所述试验箱连接的一端；所述土洞模型的材质为泡沫。
[0009]进一步地，所述列车振动加载机构包括支撑梁、连接件和激振器；所述激振器设置在所述连接件的底部；所述连接件上设置有与所述支撑梁配合使用的安装孔，所述连接件通过所述安装孔套设在所述支撑梁上；所述支撑梁设置在所述试验箱的顶部，并与所述试验箱固定连接；所述支撑梁与所述连接件配合，将所述激振器悬挂在所述试验箱内。
[0010]进一步地，所述试验箱的顶部开口处设置有箱沿；所述支撑梁与所述箱沿可拆卸连接。
[0011]进一步地，所述支撑梁为工字钢。
[0012]进一步地，所述试验箱的至少一侧设置为透明亚克力板，用于方便观察所述试验箱的内部。
[0013]本技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本技术实施例中研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置包括试验箱、列车振动加载机构、模拟铁轨和土洞模型；其中，所述试验箱的顶部开口，底部设置有支腿和与其内部连通的观察筒，所述土洞模型的材质为泡沫；实验时，先将所述土洞模型放置在所述试验箱内，并封堵在所述观察筒的上端；然后向所述试验箱内填土，至覆盖所述土洞模型，且将所述模拟铁轨放置在土体上时，所述列车振动加载机构能够向所述模拟铁轨施加振动荷载；再通过火烧的方法将所述土洞模型去除，形成模拟土洞；最后，通过所述列车振动加载机构向所述模拟铁轨施加振动荷载，以研究所述振动荷载对所述模拟土洞的动力稳定性；本技术结构简单，使用方便，能够辅助制作模拟土洞，辅助研究模拟土洞的动力稳定性。
附图说明
[0014]图1为本技术某一实施例中研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置的立体结构示意图；
[0015]图2为图1中研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置的俯视图；
[0016]图3为图1研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置中试验箱1的立体结构示意图；
[0017]图4为图3中试验箱1的侧视图；
[0018]图5为图1研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置中列车振动加载机构2的立体结构示意图；
[0019]图6为图5列车振动加载机构2中激振器21的结构示意图；
[0020]图7为图1研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置中模拟铁轨3的立体结构示意图；
[0021]图8为图1研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置中土洞模型4的立体结构示意图；
[0022]其中，1、试验箱；101、观察筒；102、支腿；103、箱沿；2、列车振动加载机构；21、激振器；22、连接件；221、安装孔；23、支撑梁；3、模拟铁轨；4、土洞模型。
具体实施方式
[0023]下面结合附图来具体描述本技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本技术的实施例一起用于阐释本技术的原理，并非用于限定本技术的范围。
[0024]请参考图1至图4、图7和图8，本技术的实施例提供了一种研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置，包括：试验箱1、列车振动加载机构2、模拟铁轨3和土洞模型4；
[0025]试验箱1的顶部开口，底部设置有支腿102和观察筒101；支腿102用于支撑试验箱1，使得试验箱1和观察筒101悬空设置，以方便从观察筒101的下端进行观察；观察筒101与试验箱1的内部连通；在进行模拟土洞动力稳定性实验时，可以通过观察筒101观察所述模
拟土洞的裂缝发育扩展情况；
[0026]列车振动加载机构2用于向模拟铁轨3施加振动荷载；
[0027]土洞模型4用于设置在试验箱1内，并用于封堵观察筒101上与试验箱1连接的一端；土洞模型4的材质为泡沫。
[0028]需要说明的是，土洞模型4还可以为其它具有一定的支撑能力，且易于去除或者取出的材质。
[0029]具体地，参考图5和图6，在本实施例中，列车振动加载机构2包括支撑梁23、连接件22和激振器21；激振器21设置在连接件22的底部；连接件22上设置有与支撑梁23配合使用的安装孔221，连接件22通过安装孔221套设在支撑梁23上，使得激振器21能够沿支撑梁23的长度方向来回移动，从而方便调节激振器21的位置；支撑梁23设置在试验箱1的顶部，并与试验箱1固定连接；支撑梁23与连接件22配合，将激振器21悬挂在试验箱1内。
[0030]参考图3，试验箱1的顶部开口处设置有箱沿103；支撑梁23与箱沿103可拆卸连接。
[0031]示例性地，在本实施例中，述支撑梁23为工字钢；支撑梁23与箱沿103通过螺栓可拆卸连接。
[0032]为了方便观察试验箱1的内部情况，试验箱1的至少一侧设置为透明亚克力板。
[0033]示例性地，在本实施例中，试验箱1的左右两块侧板为钢板，前后两块侧板为透明亚克力板；试验箱1的底板为钢板；试验箱1的左右侧板与其底板焊接；试验箱1的前后两块侧板分别与其左右侧板和底板通过胶水固定连接。
[0034]本实施例中研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置，其特征在于，包括：试验箱、列车振动加载机构、模拟铁轨和土洞模型；所述试验箱的顶部开口，底部设置有支腿和观察筒；所述观察筒与所述试验箱的内部连通；所述列车振动加载机构用于向所述模拟铁轨施加振动荷载；所述土洞模型用于设置在所述试验箱内，并用于封堵所述观察筒上与所述试验箱连接的一端；所述土洞模型的材质为泡沫。2.根据权利要求1所述的研究铁路路基隐伏土洞动力稳定性的三维实验装置，其特征在于，所述列车振动加载机构包括支撑梁、连接件和激振器；所述激振器设置在所述连接件的底部；所述连接件上设置有与所述支撑梁配合使用的安装孔，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴诗，高旭，刘启熙，王卫明，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：