[发明专利]岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置及试验方法

权利要求书

1.一种岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述模拟装置包括岩土体模型、加载系统、数据采集系统和控制系统；

所述加载系统包括荷载加载单元和荷载加载板，所述荷载加载单元与所述荷载加载板连接，所述荷载加载单元包括动荷载加载单元，所述动荷载加载单元包括第一液压泵站、动荷载减压阀、动荷载换向阀和动荷载液压缸，所述动荷载液压缸设置在所述荷载加载板上，所述荷载加载板设置在所述岩土体模型的上部；

所述数据采集系统包括位移传感器和土压力传感器；所述位移传感器设置在所述岩土体模型的上部，用于测量所述岩土体模型上部的位移；所述土压力传感器设置在岩土体模型的内部，用于测量岩土体模型内部的压力；

所述控制系统分别与动荷载换向阀和数据采集系统连接，用于控制动荷载换向阀的换向频率、接收并处理采集的信息。

2.根据权利要求1所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述荷载加载单元还包括基础荷载加载单元，所述基础荷载加载单元包括第二液压泵站、基础荷载减压阀、基础荷载换向阀和基础荷载液压缸，所述基础荷载液压缸设置在所述荷载加载板上；

优选地，所述荷载加载单元所采用的液压管路均为金属管；

再优选地，所述动荷载减压阀与所述动荷载换向阀之间设置有动荷载液压表；所述基础荷载减压阀与所述基础荷载换向阀之间设置有基础荷载液压表。

3.根据权利要求2所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述加载系统还包括反力架，所述反力架上设置有所述基础荷载液压缸和所述动荷载液压缸。

4.根据权利要求2所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述数据采集系统还包括动压力传感器和静压力传感器；

所述动压力传感器位于所述动荷载液压缸与所述荷载加载板之间，用于测量所述动荷载液压缸施加在所述荷载加载板上的加载力；

所述静压力传感器位于所述基础荷载液压缸与所述荷载加载板之间，用于测量所述基础荷载液压缸施加在所述荷载加载板上的加载力。

5.根据权利要求2所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述控制系统包括PLC，所述控制系统通过所述PLC分别控制所述动荷载换向阀和所述基础荷载换向阀的换向。

6.根据权利要求4所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载模拟装置，其特征在于，所述控制系统还包括信息采集单元，所述信息采集单元包括显示模块，所述控制系统通过所述信息采集单元采集所述位移传感器、土压力传感器、动压力传感器和静压力传感器的测量数据，并通过所述显示模块进行显示；

优选地，所述信息采集单元还包括数据接口。

7.一种岩土与地下工程模型试验交通动荷载试验方法，其特征在于，所述试验方法包括如下步骤：

S1，制作岩土体模型，然后组建模拟装置；

S2，启动模拟装置，对岩土体模型施加荷载；

S3，通过数据采集系统采集所述S2中施加的荷载数据以及所施加荷载对所述岩土体模型的影响。

8.根据权利要求7所述的岩土与地下工程模型试验交通动荷载试验方法，其特征在于，所述S1具体包括如下步骤：

S11，制作岩土体模型，在所述岩土体模型内部埋设土压力传感器，在岩土体模型的上部设置位移传感器；

S12，确定岩土体模型受基础荷载大小，然后在岩土体模型的上部布置基础荷载液压缸；

S13，确定岩土体模型受动荷载大小和频率，然后在岩土体模型的上部布置动荷载液压缸。