[发明专利]一种交通荷载作用下埋地管道力学响应试验装置

说明书

一种交通荷载作用下埋地管道力学响应试验装置，包括箱体，箱体内设置有试验管道，箱体内部试验管道周围由土体填充，试验管道两端连接有变径板，变径板通过变径板螺栓固定在箱体上，箱体上连接有反力架，反力架上设置有至少一个作动器，作动器与液压系统连接，试验管道上布置有传感器系统，箱体侧面上设有导线集成出口，传感器系统与导线束连接，导线束从导线集成出口穿出，箱体内的土体中埋有注浆口，注浆口位于箱体的上表面处，注浆口通过注浆管连接微型高聚物注浆系统。试验时可自行平衡稳定，无需借助地锚、大型荷载架、反力墙等装置，大大精简了试验所需设备，节省试验资源。

技术领域

本发明涉及一种交通荷载作用下的管道力学试验装置，具体涉及交通荷载作用下埋地管道力学响应试验模拟研究的实验装置。

背景技术

城市地下管网是现代城市不可或缺的基础设施，随着城市的不断发展，其建设规模不断扩大，截至2016年，我国大中城市各类管道总长度已经超过223.88万公里，然而，随着各类管道使用寿命的增加，管道系统恶化，脱空、泄漏等病害诱发的路面塌陷事故频繁发生。因此，揭示正常管道和有缺陷管道在外荷载作用下的受力机理和致灾形式，针对管道缺陷探索经济有效的修复技术是目前亟待解决的问题之一，交通荷载作为市政管网上方最主要和作用最频繁的荷载，是造成管网病害的主因之一，然而，国内外学者围绕交通荷载作用下埋地管道力学响应的研究却并不突出，现有文献更偏重于利用数值仿真的手段对交通荷载作用下埋地管道力学响应进行研究，且大多将交通荷载简化为简单的均布荷载，不可否认，在试验设备难以满足条件的情况下，数值模拟可在一定程度上做出定性分析，但该方法忽略了交通荷载本身的随机性，且对离散方程、土体及管道材料本构、管土界面接触等做了大量假设，其模拟结果的可靠性需要现场试验的验证和修正。因此，现场试验是研究交通荷载作用下管道力学响应必不可少的一环。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种本发明一种交通荷载作用下的管道力学试验装置，其应用于交通荷载作用下埋地管道脱空高聚物修复前后力学响应试验，以适应交通荷载作用下正常、脱空和高聚物修复管道力学响应试验模拟的研究。

本发明的技术方案具体为：

一种交通荷载作用下埋地管道力学响应试验装置，包括箱体，箱体内设置有试验管道，箱体内部试验管道周围由土体填充，试验管道两端连接有变径板，变径板通过变径板螺栓固定在箱体上，箱体上连接有反力架，反力架上设置有至少一个作动器，作动器与液压系统连接，试验管道上布置有传感器系统，箱体侧面上设有导线集成出口，传感器系统与导线束连接，导线束从导线集成出口穿出，箱体内的土体中埋有注浆口，注浆口位于箱体的上表面处，注浆口通过注浆管连接微型高聚物注浆系统。

所述箱体的两侧沿上开设有反力架卡槽，反力架上固定有反力架移动轮，反力架移动轮配合在反力架卡槽中，反力架移动轮通过反力架螺栓固定在箱体上。

所述反力架上开设有作动器卡槽，作动器上固定有作动器移动轮，作动器移动轮配合在作动器卡槽中，作动器移动轮通过作动器螺栓固定在反力架上，作动器下方设置有荷载加载盘，荷载加载盘为圆盘状。

所述箱体下底板沿长度方向设有两排箱体移动轮和卡扣，箱体移动轮通过卡扣锁定在箱体两侧，箱体上方四个角处设置有吊环。

所述变径板由直径大小不同的圆环组成，箱体的两侧面上开设有圆孔，试验管道的端部穿过圆孔后与变径板的圆环配合。

所述箱体中部设置有抽屉式脱空箱，抽屉式脱空箱贯穿箱体并嵌在箱体上，抽屉式脱空箱位于试验管道下方。

所述微型高聚物注浆系统包括进气主气管、气动泵、料筒、控制台、加热保温料管和高压发泡枪，进气主气管通过气管与气动泵连通，气动泵设置有料筒上，料筒通过输料管连通加热保温料管，输料管与加热保温料管之间设置有控制台，加热保温料管的末端连接高压发泡枪，高压发泡枪通过注浆管与注浆口连通。