本发明专利技术公开了一种模拟不均匀沉降导致输电杆塔变形的物理模型实验装置，包括实验台，实验台包括实验台固定端和实验台移动端，所述实验台底部设置有控制系统。本发明专利技术的有益效果是：实现了对输电杆塔不均匀沉降，包括水平位移、垂直位移情景工况的模拟，并通过收集的数据对不均匀沉降下输电杆塔变形破坏过程进行定量化、数值化研究，通过应力、应变数据，可判断输电杆塔部位的变形程度是否超过材料屈服强度、输电杆塔整体倾斜是否超过倾斜度阈值，进而判断输电杆塔稳定性程度，解决了目前缺乏针对输电杆塔以及综合考虑水平位移和垂直位移的模拟实验装置问题，为研究不均匀沉降作用下输电杆塔的易损性提供了新途径。下输电杆塔的易损性提供了新途径。下输电杆塔的易损性提供了新途径。
【技术实现步骤摘要】
模拟不均匀沉降导致输电杆塔变形的物理模型实验装置
[0001]本专利技术涉及一种不均匀沉降与输电杆塔模型的实验装置，具体为一种模拟不均匀沉降导致输电杆塔变形破坏过程的物理模型实验装置，属于地质灾害模型实验
技术介绍
[0002]电力资源已然成为我国重要能源之一，电力系统相关设施(如输电杆塔)的稳定性成为可持续发展的先决条件。近年来，地面沉降问题已经遍布全国，特别是地面不均匀沉降引起输电杆塔塔基发生不同程度的下沉，导致四根塔腿发生差异沉降现象。当输电杆塔四根塔腿水平高度相差过大时，输电杆塔容易发生倾斜甚至倒塔事故，严重影响电力资源运输安全，影响国家经济发展和国民生活品质。
[0003]由于建构筑物实际尺寸较大，主要利用仿真软件进行不均匀沉降作用的模拟研究，因此需要物理模型实验装置对结果进行验真分析。目前，涉及模拟不均匀沉降作用的室内模型实验装置主要是针对城市高密集地区以及采空区建构筑物，例如中国专利CN108362856A公开了一种模拟城市高密集区地面长期沉降的模型实验装置，CN109545069A公开了一种模拟采空区建筑物不均匀沉降的实验装置及使用方法。以上实验装置只针对建构筑物进行研究，而且未兼顾建构筑物基础垂直向与水平向的位移。因此，现有实验装置不能满足模拟不均匀沉降导致输电杆塔变形破坏过程的需要，实验装置亟待研发。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种模拟不均匀沉降导致输电杆塔变形的物理模型实验装置。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种模拟不均匀沉降导致输电杆塔变形的物理模型实验装置，包括实验台，实验台包括实验台固定端和实验台移动端，实验台底部设置有控制系统；
[0006]实验台固定端包括实验台固定端台面承压钢板和实验台固定端承压钢架，实验台固定端台面承压钢板安装在实验台固定端承压钢架上；
[0007]实验台移动端包括实验台移动端台面承压钢板单元和实验台移动端承压钢架，实验台移动端台面承压钢板单元安装在实验台移动端承压钢架上；
[0008]控制系统包括实验台速度控制组件、实验台升降控制组件以及实验台监测数据采集组件，实验台速度控制组件包括固定在实验台移动端底部两个方向上的电机和位移蜗杆；实验台升降控制组件包括固定在实验台移动端承压钢板下端的电机和实验台移动端升降桌腿；实验台监测数据组件包括实验过程视频监测设备、输电杆塔结构应力应变监测设备以及数据采集与处理设备。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：实验台固定端的实验台固定端台面承压钢板通过螺栓固定在实验台固定端承压钢架上，实验台固定端承压钢架下端通过螺栓固定在实验台固定端地面固定座上，实验台固定端地面固定座埋设于地面内；
[0010]实验台移动端的实验台移动端台面承压钢板单元通过螺栓固定在实验台移动端承压钢架上，实验台移动端承压钢架的下端安装在滑动单元上，以方便带动实验台移动端台面承压钢板单元进行相应方向的移动。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：实验台移动端台面承压钢板单元包括实验台移动端台面承压钢板A、实验台移动端台面承压钢板B和实验台移动端台面承压钢板C，其中，实验台移动端台面承压钢板A和实验台移动端台面承压钢板C分别与实验台固定端台面承压钢板的一侧边相连接，实验台移动端台面承压钢板B与实验台固定端台面承压钢板呈中心对称状设置。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：滑动单元包括实验台剪切方向滑轮和实验台剪切方向滑轨，实验台剪切方向滑轮分别连接在实验台移动端台面承压钢板A和实验台移动端台面承压钢板C下方的实验台移动端承压钢架的底端，且实验台剪切方向滑轮活动卡放在实验台剪切方向滑轨上，实验台剪切方向滑轨通过螺栓固定于地面，可实现带动实验台移动端台面承压钢板A和实验台移动端台面承压钢板C沿着实验台剪切方向滑轨的方向移动，可形成对输电杆塔剪切方向的变形模型实验。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：滑动单元还包括实验台张挤方向滑轮和实验台张挤方向滑轨，实验台张挤方向滑轮连接在实验台移动端台面承压钢板B下方的实验台移动端承压钢架的底端，且实验台张挤方向滑轮活动卡放在实验台张挤方向滑轨上，实验台张挤方向滑轨通过螺栓固定于地面，可实现带动实验台移动端台面承压钢板B沿着实验台张挤方向滑轨的方向移动，可形成对输电杆塔张拉或挤压方向的变形模型实验。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：实验台固定端台面承压钢板与实验台移动端台面承压钢板单元的各承压钢板交接处通过螺栓分别安装有实验台台面挡板，实验台固定端台面承压钢板与实验台移动端台面承压钢板单元的各承压钢板上均篆刻有实验台面标识，实验台面标识包括沿实验台面长宽方向的等距离节点标识。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：构成实验台速度控制组件两个方向上的电机包括实验台剪切方向电机和实验台张挤方向电机，构成实验台速度控制组件的位移蜗杆包括实验台剪切方向蜗杆和实验台张挤方向蜗杆，实验台剪切方向电机和实验台张挤方向电机均固定安装在电机放置钢板上，电机放置钢板的四角处通过放置钢板升降桌腿连接在实验台移动端台面承压钢板单元的各承压钢板下板面，实验台剪切方向蜗杆和实验台张挤方向蜗杆的末端均与滑动连接在滑轨上的连接座固定连接，实验台剪切方向蜗杆和实验台张挤方向蜗杆分别与实验台剪切方向电机和实验台张挤方向电机转动轴上所连接的蜗轮相匹配连接，实验台剪切方向电机与设置在装置外侧的电机配电数控数显箱A呈信号传输连接，实验台张挤方向电机与设置在装置外侧的电机配电数控数显箱B呈信号传输连接。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：实验台升降控制组件包括分别连接在实验台移动端台面承压钢板单元各承压钢板下板面中心处的实验台升降电机，实验台升降电机为液压电动机，钢板升降桌腿为液压升降桌腿，且实验台升降电机与钢板升降桌腿相匹配连接。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案：构成实验台监测数据组件的实验过程视频监测设备包括视频监测摄像机，视频监测摄像机设置有四个，并分别对应一个承压钢板；
[0018]构成实验台监测数据组件的输电杆塔结构应力应变监测设备包括应力应变数据采集仪；
[0019]构成实验台监测数据组件的数据采集与处理设备包括数据采集控制和存储计算机；
[0020]视频监测摄像机和应力应变数据采集仪均与数据采集控制和存储计算机呈信号传输连接。
[0021]本专利技术的有益效果是：实现了对输电杆塔不均匀沉降，包括水平位移、垂直位移情景工况的模拟，并在进行输电杆塔不均匀沉降模拟实验时，视频监测设备可以实时监测输电杆塔整体结构的变形过程，记录不同位移情况下不均匀沉降对输电杆塔造成的影响，使得研究人员对输电杆塔整体结构在不均匀沉降灾害下的响应方式有更加直观的理解；输电杆塔结构应力应变监测利用应变片，主要实时收集模拟实验过程中输电杆塔不同部位的应力、应变数据，该数据可以对不均匀沉降下输电杆塔变形破坏过程进行定量化、数值化研究，通过应力、应变数据，可判断输电杆塔部本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟不均匀沉降导致输电杆塔变形的物理模型实验装置，包括实验台，其特征在于：所述实验台包括实验台固定端和实验台移动端，所述实验台底部设置有控制系统；所述实验台固定端包括实验台固定端台面承压钢板(1)和实验台固定端承压钢架(5)，所述实验台固定端台面承压钢板(1)安装在实验台固定端承压钢架(5)上；所述实验台移动端包括实验台移动端台面承压钢板单元和实验台移动端承压钢架(6)，所述实验台移动端台面承压钢板单元安装在实验台移动端承压钢架(6)上；所述控制系统包括实验台速度控制组件、实验台升降控制组件以及实验台监测数据采集组件，所述实验台速度控制组件包括固定在实验台移动端底部两个方向上的电机和位移蜗杆；所述实验台升降控制组件包括固定在实验台移动端承压钢板下端的电机和实验台移动端升降桌腿；所述实验台监测数据组件包括实验过程视频监测设备、输电杆塔结构应力应变监测设备以及数据采集与处理设备。2.根据权利要求1所述的物理模型实验装置，其特征在于：所述实验台固定端的实验台固定端台面承压钢板(1)通过螺栓固定在实验台固定端承压钢架(5)上，所述实验台固定端承压钢架(5)下端通过螺栓固定在实验台固定端地面固定座(7)上，所述实验台固定端地面固定座(7)埋设于地面内；所述实验台移动端的实验台移动端台面承压钢板单元通过螺栓固定在实验台移动端承压钢架(6)上，所述实验台移动端承压钢架(6)的下端安装在滑动单元上，以方便带动实验台移动端台面承压钢板单元进行相应方向的移动。3.根据权利要求2所述的物理模型实验装置，其特征在于：所述实验台移动端台面承压钢板单元包括实验台移动端台面承压钢板A(2)、实验台移动端台面承压钢板B(3)和实验台移动端台面承压钢板C(4)，其中，所述实验台移动端台面承压钢板A(2)和实验台移动端台面承压钢板C(4)分别与实验台固定端台面承压钢板(1)的一侧边相连接，所述实验台移动端台面承压钢板B(3)与实验台固定端台面承压钢板(1)呈中心对称状设置。4.根据权利要求2所述的物理模型实验装置，其特征在于：所述滑动单元包括实验台剪切方向滑轮(8)和实验台剪切方向滑轨(11)，所述实验台剪切方向滑轮(8)分别连接在实验台移动端台面承压钢板A(2)和实验台移动端台面承压钢板C(4)下方的实验台移动端承压钢架(6)的底端，且所述实验台剪切方向滑轮(8)活动卡放在实验台剪切方向滑轨(11)上，所述实验台剪切方向滑轨(11)通过螺栓固定于地面，可实现带动实验台移动端台面承压钢板A(2)和实验台移动端台面承压钢板C(4)沿着实验台剪切方向滑轨(11)的方向移动，可形成对输电杆塔剪切方向的变形模型实验。5.根据权利要求2所述的物理模型实验装置，其特征在于：所述滑动单元还包括实验台张挤方向滑轮(9)和实验台张挤方向滑轨(10)，所述实验台张挤方向滑轮(9)连...
【专利技术属性】
技术研发人员：桂蕾，郭宝瑞，赵斌滨，刘毅，金必晶，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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