[实用新型]一种基于位移示踪技术的路堤变形监测模型实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种路堤变形监测模型实验技术，尤其涉及一种基于位移示踪技术的路堤变形监测模型实验装置。

背景技术

    路堤、边坡或基坑等的沉降稳定与否，一直是施工质量优劣与否的重要评定标准；因为沉降的快慢直接决定着路堤、边坡或基坑等的稳定性以及投入使用后的安全。因此我国岩土界的相关研究人员对稳定性和沉降快慢也做了大量的研究，得到了一些对工程实践有指导意义数据，但是这些研究中还存在着一定的弊端，需要研究人员不断地完善。

目前国内的路堤变形监测模型试验装置，有如下特征：

一、加载方法

一般有油压千斤顶加载、杠杆加载和堆积加载，均有一定的弊端：

1、油压千斤顶加载 

在加载过程中，压力有一部分损耗，无法达到准确的法向压力。

2、杠杆加载

加载原理简单，但施加的压力大小要受到安全因素的限制，而且加压过程要耗费大量的人力。

3、堆积加载

要求路堤模型的尺寸必须很大，对模型的场地要求比较严格，而且加载所需的人力物力较多。

二、观测方法

主要是使用应变观测法，通过在相应的材料上贴应变片的方式，来监测应变位移情况，在监测钢结构、桥梁结构等中较常见；但是对于检测土体就有一定的弊端。应变片需与土体协调变形，但是目前没有很好的办法保证应变片与土体协调变形，故而试验数据的准确性就有待商榷。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种基于位移示踪技术的路堤变形监测模型实验装置。

所述的位移示踪技术是：通过读数显微镜，观察埋置在路堤模型中的参照物，观察其位置变化，由读数显微镜上的读数得到参照物的位移，从而得到路堤模型的沉降和形变规律。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型的加载为液压系统，主要通过摆线齿轮油泵对油施加压力，推动油缸对路堤模型加压；通过电气系统和液压系统实现对模型系统的施压、保压与补压；路堤模型的变形通过位移观察系统获得。

具体说明：

    一、基于位移示踪技术的路堤变形监测模型实验装置（简称装置）

本装置包括液压系统、模型系统、观察系统、电气系统和支架；

平台和支座上下连接构成支架；

木制模型箱设置在支架的平台上，在木制模型箱内设置有路堤模型，在路堤模型的顶部设置有加载板，在路堤模型中设置有参照物，构成模型系统；

水平滑道设置在支架的支座上，垂直滑道置于水平滑道上，位移读数显微镜置于垂直滑道上，构成观察系统；

在电气柜内，设置有数显压力控制器和延时开关，构成电气系统；

液压系统和支架置于同一平面上，油箱置于液压系统的最下面；油箱、摆线齿轮油泵、第一电磁换向阀和油缸的上入油口通过管线依次连通，油缸的活塞和模型系统的加载板连接，实现对路堤模型的加压；

油缸的下出油口、第一电磁换向阀、溢流阀和油箱通过管线依次连通，实现对路堤模型的减压和保压；

在油缸上设置有压力表，供观测压力用；

在管线上设置有压力继电器，压力继电器、数显压力控制器、第一电磁铁摆线齿轮油泵依次连接，实现加压的控制；

延时开关、第二电磁铁和第一电磁换向阀依次连接，实现回油到油箱；

延时开关、第三电磁铁和第二电磁换向阀依次连接，实现回油到油箱。

其工作原理是：

本装置利用液压系统对路堤模型进行加载，通过数显压力控制器控制电磁铁开启摆线齿轮油泵，摆线齿轮油泵工作后，从油箱内吸油，对油加压变成压力油，压力油通过单向阀进入油缸，推动油缸向下运动对路堤模型加载。当压力值达到设定值时，压力继电器工作，使电磁铁断开，加载停止进入保压阶段，压力值降低后，压力继电器发信号电磁铁得电，继续加压，从而达到“过压断电，失压保压”的功能。在加载过程中，由观察系统的位移读数显微镜观察路堤模型的变形和位移，达到精确监测的目的。

二、基于位移示踪技术的路堤变形监测模型实验方法（简称方法）

本方法包括以下步骤：

①在木制模型箱中，制作好椎体形状的路堤模型，记录加压前埋置在路堤模型中的参照物的初始坐标；

②在电气系统上，从数显式压力控制器设置需要的压力值，从延时开关设置需要施加的稳定压力持续的时间；

③接通电源，开启电气工作，对路堤模型进行加压实验；