用于岩土工程大型立体综合模拟试验台的加载装置制造方法及图纸

一种用于岩土工程大型立体综合模拟试验台的加载装置，包括反力墙和反力梁，反力墙由钢筋混凝土制成，为双层结构，双层反力墙之间具有人员操作通道，控制管线通过所述反力墙上预留的水平安装孔穿入双层反力墙之间，并连接至地面试验建筑的控制室内；反力梁横跨所述试验平台设置于所述反力墙的上端面，并与反力墙固定连接。本发明专利技术提供了一种可实现真三维加载的岩土工程大型立体综合模拟试验台加载装置，其可用于地下空间及其开挖模拟试验、降雨和地下水位升降条件下地基和边坡工程模拟试验、桩基和桩周土的动力响应试验、管片模拟试验、结构部件性能试验等不同功能的土工试验模拟。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于岩土工程大型立体综合模拟试验台的加载装置，包括反力墙和反力梁，反力墙由钢筋混凝土制成，为双层结构，双层反力墙之间具有人员操作通道，控制管线通过所述反力墙上预留的水平安装孔穿入双层反力墙之间，并连接至地面试验建筑的控制室内；反力梁横跨所述试验平台设置于所述反力墙的上端面，并与反力墙固定连接。本专利技术提供了一种可实现真三维加载的岩土工程大型立体综合模拟试验台加载装置，其可用于地下空间及其开挖模拟试验、降雨和地下水位升降条件下地基和边坡工程模拟试验、桩基和桩周土的动力响应试验、管片模拟试验、结构部件性能试验等不同功能的土工试验模拟。【专利说明】用于岩土工程大型立体综合模拟试验台的加载装置
本专利技术涉及一种可用于隧道和地铁车站、基础工程、边坡工程、挡土结构等岩土工程的物理模型试验装置，尤其是一种可对大型地质模型进行立体综合模拟试验的试验平台，特别是涉及一种用于岩土工程大型立体综合模拟试验台的加载装置。
技术介绍
物理模型试验是研究大型岩土工程问题的重要手段，在国内外被广泛应用，在工程研究和设计中发挥着重要作用。国内外学者针对大型矿井顶板围岩稳定、大坝坝体与坝基的岩体稳定、大型洞室围岩稳定与支护等工程问题进行了卓有成效的研究工作，并研制了规模不等的配套模型试验设备。现有的各种用于物理模型试验的试验装置往往都是针对特定的工程而专门设计研制的，只能模拟某一类型的地下工程，不具备通用性。而且，对于岩土工程模型实验而言，实验模型的几何相似比是一个关键的技术指标。几何相似比取得过小，虽可以节省实验材料，但是过小的模型体量会限制传感器的布置，与较大的模型相比，更容易受到外界因素的干扰，从而影响实验结果。因此，在条件允许的情况下，应当尽量采用较大的模型几何相似t匕，在这种情况下，模型实验本身的复杂性也相应的增加。例如大比例模型实验需要的相似材料用量较大；在模拟大埋深复杂工况时，需要大吨位的加载系统以及刚度较大的反力系统等。随着岩土工程的规模越来越大，出现的工程问题更加复杂，现有模型试验设备已不能很好地满足工程实践的需要。在本专利技术的下述说明中，所谓立体综合模拟试验，指的是可实施真三轴加载，可进行地下空间及其开挖模拟试验、降雨和地下水位升降条件下地基和边坡工程模拟试验、桩基和桩周土的动力响应试验、管片模拟试验、结构部件性能试验等不同功能的物理模型试验。模型最大尺寸可达IOmX 6mX 6m (长X宽X高)，相对于现有技术的模型试验规模来说，尺寸上要大得多，因此本专利技术的试验台相对前述现有技术而言属于一种大型的试验平台。中国专利CN202033951U提供了一种岩土工程物理模拟试验机，其采用放置于地上的钢架结构，可用于对洞室、洞群边坡进行地质力学模型试验，但是只能对模型的上下左右四个方向进行加载，不能对模型进行真三轴加载。而且，试验机置于地上，规模较小，不能用以进行大规模的物理模型试验。中国专利CN100535267C提供了 一种地基和边坡工程模型试验平台，该专利公布的试验平台的模型箱是置于地上的四周封闭的钢结构，虽然能够进行大尺寸的模型试验，但是只能对模型顶部进行加载，同时不能用于诸如隧道和地铁车站等开挖工程的物理模型试验。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于岩土工程大型立体综合模拟试验台的加载装置，以减少或避免前面所提到的问题。具体来说，本专利技术提供了一种用于岩土工程大型立体综合模拟试验台的加载装置，所述岩土工程大型立体综合模拟试验台至少包括加载装置及模型箱，所述加载装置包括提供水平加载力的反力墙和提供垂直加载力的反力梁；所述反力墙由钢筋混凝土制成，并围绕设置于由地面开挖的基坑的四个周边；所述反力墙为双层结构，所述双层反力墙之间设有横撑和人员操作通道，所述水平加载油缸的控制管线通过所述反力墙上预留的水平安装孔穿入所述双层反力墙之间，并连接至所述地面试验建筑的控制室内；所述反力梁横跨所述试验平台设置于所述反力墙的上端面，并与浇注于所述反力墙的混凝土内部的钢结构部件固定连接；所述模型箱的四周和顶部由多块加载板拼接而成，模型箱的底部与所述基坑底部钢筋混凝土地面共用；所述内侧反力墙均匀布置多个预留的水平安装孔；每个水平加载板都通过球形关节与一个水平加载油缸相连，所述水平加载油缸通过设置于所述水平安装孔中的连接螺栓与所述反力墙固定连接；每个垂直加载板都通过球形关节与一个垂直加载油缸相连，每个所述垂直加载油缸通过连接螺栓与所述反力梁固定连接；相邻的所述水平加载板的侧面之间预留螺栓孔，可视试验需要进行螺栓连接。优选地，所述水平加载板具有一个与模型接触的面板，所述面板周边具有垂直于所述面板的侧板，所述面板和所述侧板通过加强筋板连接，所述加强筋板具有两个对角筋板，两个中间筋板以及平行于所述侧板设置的环绕筋板，所述加强筋板的中部设有一个连接板。本专利技术提出了 一种用于岩土工程大型立体综合模拟试验台的加载装置，可用于地下空间及其开挖模拟试验、降雨和地下水位升降条件下地基和边坡工程模拟试验、桩基和桩周土的动力响应试验、管片模拟试验、结构部件性能试验等不同功能的物理模型试验，同时，应用所述加载装置可对大尺寸物理模型实现真三维加载。【专利附图】【附图说明】以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中，图1显示的是根据本专利技术的一个具体实施例的一种岩土工程大型立体综合模拟试验台的立体结构示意图；图2显示的是图1的横向剖视示意图；图3显示的是图1的纵向剖视示意图；图4显示的是根据本专利技术的一个具体实施例的模型箱的俯视示意图；图5显示的是图4中位置B处的放大示意图；图6显示的是水平加载板以及与其连接的水平加载油缸的放大结构分解示意图；图7显示的是水平加载板的立体结构示意图。【具体实施方式】为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】【附图说明】本专利技术的【具体实施方式】。其中，相同的部件采用相同的标号。图1显示的是根据本专利技术的一个具体实施案例提出的一种岩土工程大型立体综合模拟试验台的立体结构示意图，图中粗略显示的是本专利技术的岩土工程大型立体综合模拟试验台的大致结构，着重显示了其与相对
技术介绍
部分提及的现有技术的主要区别。参见图1，本专利技术的岩土工程大型立体综合模拟试验台与现有技术的一个显著区别在于，本专利技术的岩土工程大型立体综合模拟试验台的主体部分设置于地面开挖的一个基坑I中(参见图2、3)，其中，图1的附图标记11所表示的部分是地面，附图标记12所表示的部分是基坑I的底部。图2显示的是图1的横向剖视示意图，图3显示的是图1的纵向剖视示意图，当然，类似于图1，图2、图3采用的是简略画法，仅用于本领域技术人员阅读理解。如图1-3所示，本专利技术的岩土工程大型立体综合模拟试验台总体上包括位于基坑I中的地下部分和围绕基坑I设置的地上部分，其中，地下部分是试验平台的主体结构，至少包括加载装置2以及模型箱3 (模型箱3在图1-3中未显示，参见图4)，其中加载装置2包括提供水平加载力的反力墙21以及提供垂直加载力的反力梁22。S卩，本专利技术的岩土工程大型立体综合模拟试验台至少包括提供水平加载力的反力墙21、提供垂直加载力的反力梁22以及模型箱3。其中，反力墙21由钢筋混凝土制成，并围绕设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于岩土工程大型立体综合模拟试验台的加载装置，所述岩土工程大型立体综合模拟试验台至少包括加载装置以及模型箱，所述加载装置包括提供水平加载力的反力墙和提供垂直加载力的反力梁，其特征在于：所述反力墙由钢筋混凝土制成，并围绕设置于由地面开挖的基坑的四个周边；所述反力墙为双层结构，所述双层反力墙之间设有人员操作通道，所述水平加载油缸的控制管线通过所述反力墙上预留的水平安装孔穿入所述双层反力墙之间，并连接至所述地面试验建筑的控制室内；所述反力梁横跨所述试验平台设置于所述反力墙的上端面，并与浇注于所述反力墙的混凝土内部的钢结构部件固定连接；所述模型箱由多块水平加载板拼接成所述模型箱的四个周边，多块垂直加载板拼接成所述模型箱的顶部，模型箱的底部与所述基坑底部钢筋混凝土地面共用；所述基坑的四个周边的每个所述反力墙面向所述基坑内部的一侧墙壁上都均匀分布的多个预留的水平安装孔；每个所述水平加载板都通过球形关节与一个水平加载油缸相连，所述水平加载油缸通过设置于所述水平安装孔中的连接螺栓与所述反力墙固定连接；每个所述垂直加载板都通过球形关节与一个垂直加载油缸连接，每个所述垂直加载油缸通过连接螺栓与所述反力梁固定连接；相邻的所述水平加载板的侧面之间均通过螺栓连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王秋生，杜修力，闫维明，黄浩华，李振宝，许成顺，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：