[发明专利]一种模拟荷载-温度耦合作用的试验装置

权利要求书

1.一种模拟荷载-温度耦合作用的试验装置，其特征在于：该试验装置用于模拟荷载-温度耦合作用对加筋土挡墙力学性能的影响，包括：

具有保温控温功能的温控箱，该温控箱能够升温和降温模拟自然环境温度；

荷载反力架，该荷载反力架由立柱(3)和活动横梁(4)构成，通过立柱固定在温控箱附近，活动横梁(4)的高度根据试验需求进行调节；

施加荷载的伺服仪加载系统，伺服仪加载系统的伺服仪器连接荷载压力杆为温控箱内的加筋土挡墙施加荷载；

用于制作加筋土挡墙的模型箱。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述温控箱整体为长方体型，包括左右的温控箱面板、前后侧面板、一个底板和一个顶板；温控箱面板(5)、侧面板、底板和顶板均进行保温处理，底板上表面沿纵向设有用于支撑模型箱的工型梁导轨(15)；温控箱顶板中间部位开有用于安装荷载压力杆及走线的开孔；温控箱后侧面板上开有风口，在风口外并排装有大功率空调设备(2)用于升温和降温调控，空调设备的出风口正对温控箱后侧面板上的风口，通过温控箱的风口向温控箱吹风改变内部温度，调节温度范围-30℃～100℃；温控箱前侧面板为隔热保温的侧门(7)，能随时打开观察内部试验情况。

3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，温控箱外部分别设有调节温度和空调工作时间的开关。

4.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述模型箱整体为长方体型，尺寸小于温控箱，模型箱能完全放入到温控箱中，模型箱上部和前侧面为敞开设计，对于模型箱底板进行加固保温处理，即在模型箱底板上表面沿模型箱前后方向放置多根支撑工型梁(12)，然后在支撑工型梁之间填塞保温材料，填塞完毕后在支撑工型梁上面铺设钢板形成底部承压板(13)；

在模型箱底板加固保温处理后，对模型箱侧壁进行保温处理，即在模型箱侧壁内侧紧贴安装木框架支撑(10)，然后在木框架支撑(10)内部填塞保温材料，在木框架支撑(10)朝向模型箱内的一侧粘贴钢化玻璃(11)；

待测试的加筋土挡墙装填在上述处理后的模型箱内，在模型箱开口侧面安装用于增强模型箱侧向刚度减少侧向变形的连接横梁(14)。

5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，模型箱底部外表面光滑与温控箱内的工型梁导轨滑动接触。

6.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，温控箱内部工作尺寸为2m(长)×1.1m(宽)×1.5m(高)，温控箱由10cm厚的填充泡沫保温材料的空心板围成，温控箱底板上表面纵向设有间距30cm的3根工型梁导轨(15)，工型梁导轨(15)尺寸2m(长)×10cm(宽)×10cm(高)，利用叉车或其他机械工具将模型箱平放至工型梁导轨(15)；温控箱顶板中间部位开有直径15cm的圆孔(6)用于施加荷载；

模型箱未保温处理时其内部空间尺寸为1.2m(长)×0.8m(宽)×1.1m(高)，钢化玻璃(11)厚度为1cm，模型箱底板上面平行放置三根工型梁(12)，尺寸为1.0m(长)×10cm(宽)×10cm(高)，间隔25cm；底部承压板(13)尺寸为1.0m(长)×0.8m(宽)×0.1m(厚)。

7.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，活动横梁最高调节高度为6m。

8.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述伺服仪加载系统由伺服仪器、油泵和伺服仪数据采集系统组成；伺服仪器装有荷载压力杆(8)，荷载压力杆与温度箱顶板圆孔(6)对准，荷载压力杆(8)全长60cm，其中20cm为可调节长度。

9.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，温控箱内部根据具体实验需求安装有试验测量仪器，为温度传感器、应变式微型土压力计、应变片或应变式位移计中的一种或多种，试验测量仪器的导线穿出温控箱与伺服仪数据采集系统连接，用于及时采集试验数据。

10.一种权利要求1所述的模拟荷载-温度耦合作用的试验装置的使用方法，用于对加筋土挡墙力学性能影响试验，具体步骤是：

步骤一：加工制作好试验装置部分并检查是否能够正常使用，安装反力架并根据试验所需高度设置活动横梁高度；

步骤二：将伺服仪加载系统安装至荷载反力架，并将伺服仪加载系统中的伺服仪器、油泵和伺服仪数据采集系统三部分连接顺通，确保能够正常运行；

步骤三：将温控箱移动至荷载反力架下方，使其温控箱顶板开孔的圆心与伺服仪器的油缸圆心位于同一条线，并将荷载压力杆安装至油缸下方；

步骤四：利用叉车或其他机械工具将模型箱平放至温控箱内；

步骤五：再制作加筋土挡墙模型，加筋土挡墙模型制作完毕后根据所需高度调节荷载压力杆；

步骤六：打开油泵和伺服仪数据采集系统，启动伺服仪加载系统加载至所需荷载，并启动温控箱调节至试验所需温度和时间，根据试验方案开始试验。