移动循环荷载下高铁桩承加筋路基长期沉降模型试验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108914982A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810487055.8(22)申请日2018.05.21(71)申请人同济大学地址200092上海市杨浦区四平路1239号(72)发明人吕玺琳马泉(74)专利代理机构上海科律专利代理事务所(特殊普通合伙)31290代理人叶凤(51)Int.Cl.E02D33/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称移动循环荷载下高铁桩承加筋路基长期沉降模型试验装置(57)摘要本发明公开了一种移动循环荷载下高铁桩承加筋路基长期沉降模型试验装置。模型试验装置由外围框架、模型箱、列车荷载模拟系统和数据采集系统组成。其中模型箱内装填有高铁桩承加筋路基模型，在路基模型顶部固定设置加载板。列车荷载模拟系统包括单轮小车、液压作动器、双轮小车、牵引电机和牵引绳。其中，单轮小车、液压作动器和双轮小车组成竖向加载系统；双轮小车、牵引电机和牵引绳等组成水平移动系统，用牵引绳连接牵引电机和双轮小车；数据采集系统包括应变片、土压力计、LVDT位移计。本发明能够通过竖向加载系统和水平移动系统模拟高铁列车荷载，并通过试验获得高铁列车荷载下的桩承加筋路基长期沉降规律，具有操作方便、构造简单、控制精确等特点。CN108914982ACN108914982A权利要求书1/2页1.一种用于移动循环荷载下高铁桩承加筋路基长期运营沉降模型试验装置，其特征在于：包括与地面固定连接外围框架(1)、模型箱(2)、列车荷载模拟系统和数据采集系统；所述列车荷载模拟系统包括模拟列车水平移动的水平移动系统、模拟列车轴重的竖向加载系统和控制器，竖向加载系统和水平移动系统通过控制器控制，即列车荷载模拟系统在控制器下用于模拟列车轨道上的运行状态；所述外围框架1上部设置液压升降器(3)和反力架(4)，所述反力架(4)上部用于设置竖向加载系统和水平移动系统，外围框架(1)下部正对反力架(4)处设置加载板(10)；所述外围框架(1)内设置模型箱(2)；所述模型箱(2)内部装填高铁桩承加筋路基模型，所述加载板(10)设置在高铁桩承加筋路基模型面上；所述数据采集系统用于采集列车荷载模拟系统在不同运行状态下模型的测试数据。2.所述的移动循环荷载下高铁桩承加筋路基长期运营沉降模型试验装置，其特征在于：所述的竖向加载系统包括单轮小车(9)、作动器(8)和双轮小车(7)，所述作动器(8)连接于位于上方的双轮小车(7)和下方的单轮小车(9)之间，其中，所述双轮小车(7)顶部滚轮置于反力架(4)上部并能沿着反力架(4)长度方向移动；所述双轮小车(7)底部固定连接在作动器(8)上；所述作动器(8)通过螺栓连接单轮小车(9)顶部；所述单轮小车(9)底部置于加载板(10)上用于模拟列车在轨道上；所述的水平移动系统包括牵引电机(5)、牵引绳(6)和双轮小车(7)，其中，所述牵引电机(5)设在反力架(4)上用于为双轮小车提供水平移动的动力；所述牵引绳(6)用于连接牵引电机(5)的输出轴和双轮小车(7)，从而使牵引电机(5)转动时带动双轮小车(7)移动；所述牵引电机(5)和作动器(8)均连接于控制器。3.如权利要求1所述的移动循环荷载下高铁桩承加筋路基长期运营沉降模型试验装置，其特征在于：所述的反力架(4)上表面设置有双轨，便于双轮小车(7)移动；所述的加载板(10)，其上表面设置有滑轨，便于单轮小车(9)在滑轨上移动。4.如权利要求1所述的移动循环荷载下高铁桩承加筋路基长期运营沉降模型试验装置，其特征在于：所述的高铁桩承加筋路基模型包括从下到上依次铺设的碎石持力层(11)、地基填土(12)、模型格栅及碎石垫层(13)和路堤填土(14)，其中地基填土(12)内布置有中空的模型管桩(15)；所述加载板(10)设置在路堤填土(14)之上。5.如权利要求1所述的移动循环荷载下高铁桩承加筋路基长期运营沉降模型试验装置，其特征在于：所述的数据采集系统包括应变片，所述应变片黏贴于模型管桩(15)的内壁用于量测桩身轴力分布。6.如权利要求5所述的移动循环荷载下高铁桩承加筋路基长期运营沉降模型试验装置，其特征在于：所述模型管桩(15)中的两根作为测试桩，所述测试桩在桩身内壁黏贴有9个应变片，用于测定桩身应变，并在桩身顶部侧面开有小口，便于导线的引出。7.如权利要求1所述的移动循环荷载下高铁桩承加筋路基长期运营沉降模型试验装2CN108914982A权利要求书2/2页置，其特征在于：所述的数据采集系统包括薄膜土压力计，所述薄膜土压力计设置在地基表面的桩帽顶和桩间土中心用于量测桩顶和桩间土压力。8.如权利要求1所述的移动循环荷载下高铁桩承加筋路基长期运营沉降模型试验装置，其