一种高地应力与自重应力梯度耦合模拟试验系统及方法技术方案

一种高地应力与自重应力梯度耦合模拟试验系统及方法，系统：耦合模拟装置包括压力仓和高压模型箱；压力仓包括筒形仓体、仓体底板、液压缸和加载板；仓体底板安装在筒形仓体开口端的外侧，液压缸设置在筒形仓体的内部，加载板连接在液压缸的活塞杆端；高压模型箱包括筒形箱体、承载平台和箱体底板，承载平台和箱体底板分别安装在筒形箱体的上下两端的外侧；同时，承载平台与仓体底板固定连接；箱体底板固定连接在土工离心机的试验吊篮上；方法：制造并装填试样；安装高压模型箱；安装压力仓；施加荷载；启动土工离心机本体；加卸载试验、获取并记录试验数据；试验结束。该系统和方法能实现“高地应力水平”与“自重应力梯度”的耦合模拟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土力学，具体涉及一种高地应力与自重应力梯度耦合模拟试验系统及方法。

技术介绍

1、土工离心机是土力学、岩土工程等领域中的重要实验设备，可以通过还原“自重应力梯度”的方式来模拟真实的工程环境，有助于研究不同岩土工程问题的力学性质和变形规律。根据不同的结构和工作原理，土工离心机主要分为梁式离心机和鼓式离心机两种类型。梁式离心机的工作原理是通过转动悬挂在梁上的模型试件，使试件受到与实际地面荷载相似的离心力，以模拟真实工程环境。梁式离心机主要应用于岩土工程领域，如隧道、地铁、大坝、桥梁、地基等方面的试验研究。鼓式离心机的工作原理是通过转动内部的鼓形转鼓，使试件产生离心力。

2、随着土工离心机应用场景的不断扩大和复杂化，土工离心机的模拟技术也逐渐显露出了一些不足之处，具体如下：

3、(1)模型缩尺效应较大。为了适应离心机模型尺寸限制，模型缩尺比例范围一般为1:10到1:100。但是，模型缩尺比例过大时，模型试验结果与实际情况之间的误差可能会增大，导致模型试验结果的准确性急剧下降。

4、(2)受限于离心机承载能力。离本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高地应力与自重应力梯度耦合模拟试验系统，包括土工离心机本体(1)；其特征在于，还包括耦合模拟装置(2)和液压驱动单元(34)；

2.根据权利要求1所述的一种高地应力与自重应力梯度耦合模拟试验系统，其特征在于，所述液压驱动单元(34)设置在土工离心机本体(1)的基座(1)中；

3.根据权利要求2所述的一种高地应力与自重应力梯度耦合模拟试验系统，其特征在于，所述液压单元还包括压力传感器，所述压力传感器贴合地安装于加载板(14)的下端面上，压力传感器上所连接的信号线依次由加载板(14)中心的通孔和顶板(15)上的中心孔(16)穿出并与控制器(23)连接。

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【技术特征摘要】

1.一种高地应力与自重应力梯度耦合模拟试验系统，包括土工离心机本体(1)；其特征在于，还包括耦合模拟装置(2)和液压驱动单元(34)；

2.根据权利要求1所述的一种高地应力与自重应力梯度耦合模拟试验系统，其特征在于，所述液压驱动单元(34)设置在土工离心机本体(1)的基座(1)中；

3.根据权利要求2所述的一种高地应力与自重应力梯度耦合模拟试验系统，其特征在于，所述液压单元还包括压力传感器，所述压力传感器贴合地安装于加载板(14)的下端面上，压力传感器上所连接的信号线依次由加载板(14)中心的通孔和顶板(15)上的中心孔(16)穿出并与控制器(23)连接。

4.根据权利要求3所述的一种高地应力与自重应力梯度耦合模拟试验系统，其特征在于，所述液压单元还包括安全阀(27)，所述安全阀(27)的进油口与液压泵(21)的排油口连接，其泄油口与液压油箱(20)连接。

5.根据权利要求1所述的一种高地应力与自重应力梯度耦合模拟试验系统，其特征在于，所述高压模型箱(3)还包括多块加强筋板(10)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫品强，李亭，李瑞林，陈拓，王宽君，胡静，王子元，赵瑞，陈斌，李心耀，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：