CN102183455A - 用于岩土动荷载模型试验的保温槽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于岩土动荷载模型试验的保温槽，其结构特征是加载横梁与整个钢筋混凝土槽体连成一体，加载横梁上安装作动器及加载板，作动器与外围动力加载设备相连，加载板压在岩土材料上；钢筋混凝土槽体外侧设有保温层，内部放置冷冻板，冷冻板覆盖在岩土材料周围，钢筋混凝土槽体一侧设有安装孔，通过穿孔管道与外围制冷控温设备相连，埋设在岩土材料内部或表面传感器通过穿孔导线与外围数据采集仪相连；保温侧板放置在钢筋混凝土槽体棱台的正前方，保温盖板盖在钢筋混凝土槽体上。本发明可用于不同模型尺寸、不同温度、不同动力条件下的岩土动荷载模型试验，为解决我国寒区重大工程涉及的动力响应问题发挥重要的作用。

Description

用于岩土动荷载模型试验的保温槽

技术领域

本发明涉及一种用于岩土动荷载模型试验的保温槽。

背景技术

动荷载是指大小和方向随时间而变化的荷载。由于自然因素，人为因素，建筑物经常遭受动荷载的作用，其中地震作用，风力，波浪冲击力是最重要的自然动荷载。在寒区工程建设中必须考虑动荷载问题，一方面，地震作用将产生强烈的冲击动荷载，造成寒区工程的严重破坏；另一方面，车辆运行会产生长期反复作用的振动荷载，势必会影响路基下部冻土热稳定性和工程的长期可靠性。模型试验具有可控性强、费用低、周期短等优点，可以避免现场监测研究所面临的诸多问题，如影响因素多、条件复杂、现场条件恶劣、研究费用高以及需要的周期长等。建立先进合理的模型试验系统，开展寒区工程动荷载模型试验，进行动荷载作用下寒区工程的应力场、变形场、温度场变化研究十分必要。在这样的背景下，研制一种用于寒区工程动荷载模型试验的保温槽，对于解决我国寒区重大工程涉及的动力响应问题发挥重要的作用。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的旨在提供一种用于岩土动荷载模型试验的保温槽。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于岩土动荷载模型试验的保温槽，含加载横梁、横梁支座、钢筋混凝土槽体、保温层、保温盖板、保温侧板、安装孔、冷冻板、钢板、钢棒、岩土材料、小保温板。钢筋混凝土槽体为一长方形容器，容器的左右两侧为“凸”台，“凸”台上设有横梁支座，横梁支座表面置有钢板，并与槽体内埋设的钢筋相连，其内部埋设钢棒，钢棒下端与槽体内埋设的钢筋相连，上端高出横梁支座平面部分有螺纹；加载横梁搭载在横梁支座上，并与横梁支座上的钢板、钢棒上的螺帽紧固；加载横梁上安装作动器及加载板，作动器与外围动力加载设备相连，加载板压在岩土材料上；钢筋混凝土槽体外侧设有保温层，内部放置冷冻板，冷冻板覆盖在岩土材料周围，钢筋混凝土槽体一侧设有安装孔，通过穿孔管道与外围制冷控温设备相连，埋设在岩土材料内部或表面传感器通过穿孔导线与外围数据采集仪相连。

保温侧板放置在钢筋混凝土槽体棱台的正前方，保温盖板盖在钢筋混凝土槽体上，其中心留有一个方口，加载横梁上设置的小保温板，其位于作动器下方、加载板上方。

上述的保温盖板、保温侧板和小保温板的外部由镀锌铁皮制成，内部填充聚氨酯保温材料。

本发明的优点和产生的有益效果是：

1、槽体外部及顶部都采用保温效果较好的材料，消除槽体热桥和冷桥，保证了进行岩土动荷载模型试验时，岩土材料内的温度可以得到较好控制。

2、加载横梁由高强度的金属材料制成，具有很好的刚度，保证在施加动力荷载时不发生变形和挠曲。横梁支座表面置有一定厚度的钢板，为加载横梁的搭载提供更高的机械强度；加载横梁与槽体连成一体，构成一个反力架，给岩土材料施加动荷载时，相当于在体系内加载，不会影响周围的建筑物及试验装置。

3、传感器通过导线与外围数据采集仪相连，对岩土材料进行实时监测，获取可读数据。

4、通过外围制冷控温设备，可进行不同模型尺寸、不同温度、不同动力条件下的岩土动荷载模型试验，为解决我国寒区重大工程涉及的动力响应问题发挥重要的作用。

附图说明

图1是本发明的可保温试验槽的立体示意图。

图2是图1中保温盖板示意图。

图3是图1中可保温模型试验槽的主视剖面以及与外围设备连接示意图。

其中：1-加载横梁；2-横梁支座；3-钢筋混凝土槽体；4-保温层；5-保温盖板；6-保温侧板；7-安装孔；8-冷冻板；9-钢板；10-钢棒；11-模型岩土材料；12-小保温板；13-各类传感器；14-外围数据采集仪；15-外围制冷控温设备；16-作动器；17-加载板；18-外围动力加载设备。

具体实施方式

本发明使用的外围动力加载设备18是由长春试验机研究所有限公司生产的冻土模型试验动力加载装置，型号为SDS100；岩土材料11是由细颗粒的土或较粗颗粒的碎石加水搅拌以后形成的一种材料。

下面结合附图，对本发明的技术方案再作进一步的说明：

如图1-图3所示，一种用于岩土动荷载模型试验的保温槽，含加载横梁1、横梁支座2、钢筋混凝土槽体3、保温层4、保温盖板5、保温侧板6、安装孔7、冷冻板8、钢板9、钢棒10、岩土材料11、小保温板12。钢筋混凝土槽体3为一长方形容器，左右两侧为“凸”台，“凸”台上设有横梁支座2，横梁支座2表面置有4mm厚度的钢板9，并且与槽体内埋设的钢筋相连。横梁支座2内部埋设四根钢棒10，四根钢棒分别埋设在横梁支座2内部，并且与槽体内部的钢筋相连，钢棒10下端与槽体内埋设的钢筋相连，上端高出横梁支座2平面部分有螺纹；加载横梁1搭载在横梁支座2上，并且与横梁支座上的钢板9、钢棒10用螺帽相连；加载横梁1与整个钢筋混凝土槽体3连成一体，构成一个反力架。加载横梁1上安装作动器16及加载板17，作动器16与外围动力加载设备18相连，加载板17压在岩土材料11上，外围动力加载设备18通过作动器17及加载板16给岩土材料11施加动荷载。

钢筋混凝土槽体3外侧设有保温层4，内部放置冷冻板8，冷冻板8覆盖在岩土材料11周围，并通过管道与外围制冷控温设备15相连，用来给岩土材料11降温；埋设在岩土材料11内部或表面传感器13通过导线与外围数据采集仪14相连。

保温盖板5、保温侧板6和小保温板12的外部由镀锌铁皮制成，内部填充聚氨酯保温材料，主要用来消除热桥和冷桥。保温盖板5由4块拼装而成，以便在填筑岩土材料前后进行拆装。

保温侧板6放置在钢筋混凝土槽体3棱台的正前方，保温盖板5盖在钢筋混凝土槽体3上，其中心留有一个方口，加载横梁1上设置的小保温板12，位于作动器16下方、加载板17上方，其尺寸与保温盖板5上留有的方口一致。其上下位置可以调节，与保温盖板5配合使用。

卸掉放置在钢筋混凝土槽体3棱台正前方的可活动的保温侧板6，在钢筋混凝土槽体3内填筑岩土材料11，岩土材料11的形状根据实际需要而定(譬如，模拟铁路路基时，可将岩土材料制成横截面为梯形的柱体；模拟输油管道时，可将岩土材料制成长方体、然后在里面埋设输油管道)。在岩土材料11的上下表面和侧面铺设冷冻板8，并将冷冻板8与外围制冷控温设备15相连。加载横梁1搭载在横梁支座2上，上面安装作动器16及加载板17，作动器16与外围动力加载设备18相连，加载板17压在岩土材料11上；再放置保温侧板6、盖上保温盖板5、调节小保温板12的位置，使其与保温盖板5配合。

开启外围制冷控温设备15，使岩土材料11降温；并开启外围动力加载设备18，外围动力加载设备18通过作动器17及加载板16对岩土材料11施加动荷载。将岩土材料11内的各类传感器13与外围数据采集仪14相连，采集岩土材料11的温度、应力、变形等数据。

Claims (2)

1.一种用于岩土动荷载模型试验的保温槽，含加载横梁(1)、横梁支座(2)、钢筋混凝土槽体(3)、保温层(4)、保温盖板(5)、保温侧板(6)、安装孔(7)、冷冻板(8)、钢板(9)、钢棒(10)、岩土材料(11)、小保温板(12)，其特征是钢筋混凝土槽体(3)为一长方形容器，容器的左右两侧为“凸”台，“凸”台上设有横梁支座(2)，横梁支座(2)表面置有钢板(9)，并与槽体内埋设的钢筋相连，其内部埋设钢棒(10)，钢棒(10)下端与槽体内埋设的钢筋相连，上端高出横梁支座(2)平面部分有螺纹；加载横梁(1)搭载在横梁支座(2)上，并与横梁支座上的钢板(9)、钢棒(10)上的螺帽紧固；加载横梁(1)上安装作动器(16)及加载板(17)，作动器(16)与外围动力加载设备(18)相连，加载板(17)压在岩土材料(11)上；钢筋混凝土槽体(3)外侧设有保温层(4)，内部放置冷冻板(8)，冷冻板(8)覆盖在岩土材料(11)周围，钢筋混凝土槽体(3)一侧设有安装孔(7)，通过穿孔管道与外围制冷控温设备(15)相连，埋设在岩土材料(11)内部或表面传感器(13)通过穿孔导线与外围数据采集仪(14)相连；保温侧板(6)放置在钢筋混凝土槽体(3)棱台的正前方，保温盖板(5)盖在钢筋混凝土槽体(3)上，其中心留有一个方口，加载横梁(1)上设置的小保温板(12)，其位于作动器(16)下方、加载板(17)上方。

2.按权利要求1所述的一种用于岩土动荷载模型试验的保温槽，其特征是上述的保温盖板(5)、保温侧板(6)和小保温板(12)的外部由镀锌铁皮制成，内部填充聚氨酯保温材料。

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