CN109540666A - 一种土层对管片实际荷载特性的模拟加载系统及加载方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土层对管片的实际荷载特性的模拟加载系统及加载方法，特点是包括管片固定装置、检测模块、预先设置有土弹簧特性曲线的比较模块、控制模块和加载模块，管片固定装置用于对试验管片进行固定，加载模块用于受控制模块的控制对试验管片上多个受力点施加荷载，检测模块用于检测被施加荷载后的每个受力点处的实际形变量数据并发送至比较模块，比较模块用于获取与每个受力点的实际形变量数据对应的目标作用力数据并发送至控制模块，控制模块用于控制加载模块对每个对应的受力点施加与目标作用力数据大小相同的荷载作用力；优点是能够真实的模拟出具有所需特定土弹簧加载特性的加载环境，从而对试验管片安装过程中试验管片的性能进行仿真检测。

Description

一种土层对管片实际荷载特性的模拟加载系统及加载方法

技术领域

本发明涉及一种荷载模拟加载系统及加载方法，尤其是一种土层对管片实际荷载特性的模拟加载系统及加载方法。

背景技术

在隧道施工过程中，为了保证管片在施工时的安全性，需要事先对管片的形变特性及荷载特性做检测试验，目前，一般采用定荷载的方式对试验管片进行施压从而检测试验管片在受到定荷载时的整体平均状态，然而，试验管片上一个位置处受力时产生形变会对周围的部位造成影响，并且在实际施工环境中不同位置的土弹簧荷载特性随施工进展会随时变化，对试验管片的压力也随之变化，因此，采用定荷载方式检测出来的试验管片在实际施工时容易在局部位置发生损坏，其中，土弹簧特性曲线为包含土层对试验管片上各个作用点的实际作用力数据与对应产生的实际形变量数据之间的对照关系的曲线，一般可由事先测量获取。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种荷载力度控制精确的土层对管片实际荷载特性的模拟加载系统及加载方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种土层对管片的实际荷载特性的模拟加载系统，包括管片固定装置、检测模块、预先设置有土弹簧特性曲线的比较模块、控制模块和加载模块，所述的管片固定装置用于对试验管片进行固定，所述的加载模块用于受所述的控制模块的控制对试验管片上多个受力点施加荷载，所述的检测模块用于检测被施加荷载后的每个受力点处的实际形变量数据并将所有受力点的实际形变量数据发送至所述的比较模块，所述的比较模块用于将接收到的每个受力点处的实际形变量数据在土弹簧特性曲线上进行查找，得到与每个受力点的实际形变量数据对应的目标作用力数据并将目标作用力数据发送至所述的控制模块，所述的控制模块用于根据接收到的目标作用力数据控制所述的加载模块对每个对应的受力点施加与目标作用力数据大小相同的荷载作用力。

使用以上所述的一种土层对管片实际荷载特性的模拟加载系统的加载方法，包括以下步骤：

（1）将试验管片固定安装在管片固定装置上，由加载模块以预设的定荷载模式对试验管片上的各个受力点施加荷载；

（2）由检测模块检测每个受力点处的实际形变量数据，并将所有受力点的实际形变量数据发送至比较模块；

（3）比较模块将接收到的每个受力点处的实际形变量数据在土弹簧特性曲线上进行查找，得到与每个受力点的实际形变量数据对应的目标作用力数据，并将目标作用力数据发送至控制模块；

（4）控制模块根据接收到的目标作用力数据控制加载模块对每个对应的受力点施加与目标作用力数据大小相同的荷载作用力；

（5）重复执行步骤（2）~（4），直至由比较模块得到所有与每个受力点的实际形变量数据对应的目标作用力数据与上一次加载模块对该受力点施加的荷载作用力相同时，结束重复过程，对试验管片进行开挖；

（6）在对试验管片开挖过程中，实时重复执行步骤（2）~（4），直至结束开挖过程。

与现有技术相比，本发明的优点在于通过检测模块实时检测每个受力点处的实际形变量数据并发送至比较模块，通过比较模块将接收到的每个受力点处的实际形变量数据在土弹簧特性曲线上进行查找，得到与每个受力点的实际形变量数据对应的目标作用力数据并发送至控制模块，控制模块根据接收到的目标作用力数据控制加载模块对每个对应的受力点施加与目标作用力数据大小相同的荷载作用力，此过程反复进行，最终能够真实的模拟出与预先设置的土弹簧特性曲线符合的具有所需特定土弹簧加载特性的加载环境，从而对试验管片安装及开挖过程中的管片性能进行仿真检测，从而及时发现试验管片存在的安全隐患。

附图说明

图1为本发明的结构原理框图；

图2为本发明的步骤流程框图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

一种土层对管片的实际荷载特性的模拟加载系统，包括管片固定装置（图未显示）、检测模块1、预先设置有土弹簧特性曲线的比较模块2、控制模块3和加载模块4，管片固定装置用于对试验管片进行固定，加载模块4用于受控制模块3的控制对试验管片（图未显示）上多个受力点施加荷载，检测模块1用于检测被施加荷载后的每个受力点处的实际形变量数据并将所有受力点的实际形变量数据发送至比较模块2，比较模块2用于将接收到的每个受力点处的实际形变量数据在土弹簧特性曲线上进行查找，得到与每个受力点的实际形变量数据对应的目标作用力数据并将目标作用力数据发送至控制模块3，控制模块3用于根据接收到的目标作用力数据控制加载模块4对每个对应的受力点施加与目标作用力数据大小相同的荷载作用力。

使用以上一种土层对管片实际荷载特性的模拟加载系统的加载方法，包括以下步骤：

（1）将试验管片固定安装在管片固定装置上，由加载模块4以预设的定荷载模式对试验管片上的各个受力点施加荷载；

（2）由检测模块1检测每个受力点处的实际形变量数据，并将所有受力点的实际形变量数据发送至比较模块2；

（3）比较模块2将接收到的每个受力点处的实际形变量数据在土弹簧特性曲线上进行查找，得到与每个受力点的实际形变量数据对应的目标作用力数据，并将目标作用力数据发送至控制模块3；

（4）控制模块3根据接收到的目标作用力数据控制加载模块4对每个对应的受力点施加与目标作用力数据大小相同的荷载作用力；

（5）重复执行步骤（2）~（4），直至由比较模块2得到所有与每个受力点的实际形变量数据对应的目标作用力数据与上一次加载模块4对该受力点施加的荷载作用力相同时，结束重复过程，对管片进行开挖；

（6）在对管片开挖过程中，实时重复执行步骤（2）~（4），直至结束开挖过程。

Claims (2)

1.一种土层对管片的实际荷载特性的模拟加载系统，其特征在于包括管片固定装置、检测模块、预先设置有土弹簧特性曲线的比较模块、控制模块和加载模块，所述的管片固定装置用于对试验管片进行固定，所述的加载模块用于受所述的控制模块的控制对试验管片上多个受力点施加荷载，所述的检测模块用于检测被施加荷载后的每个受力点处的实际形变量数据并将所有受力点的实际形变量数据发送至所述的比较模块，所述的比较模块用于将接收到的每个受力点处的实际形变量数据在土弹簧特性曲线上进行查找，得到与每个受力点的实际形变量数据对应的目标作用力数据并将目标作用力数据发送至所述的控制模块，所述的控制模块用于根据接收到的目标作用力数据控制所述的加载模块对每个对应的受力点施加与目标作用力数据大小相同的荷载作用力。

2.使用如权利要求1所述的一种土层对管片实际荷载特性的模拟加载系统的加载方法，包括以下步骤：

（1）将试验管片固定安装在管片固定装置上，由加载模块以预设的定荷载模式对试验管片上的各个受力点施加荷载；

（2）由检测模块检测每个受力点处的实际形变量数据，并将所有受力点的实际形变量数据发送至比较模块；

（3）比较模块将接收到的每个受力点处的实际形变量数据在土弹簧特性曲线上进行查找，得到与每个受力点的实际形变量数据对应的目标作用力数据，并将目标作用力数据发送至控制模块；

（4）控制模块根据接收到的目标作用力数据控制加载模块对每个对应的受力点施加与目标作用力数据大小相同的荷载作用力；

（5）重复执行步骤（2）~（4），直至由比较模块得到所有与每个受力点的实际形变量数据对应的目标作用力数据与上一次加载模块对该受力点施加的荷载作用力相同时，结束重复过程，对试验管片进行开挖；

（6）在对试验管片开挖过程中，实时重复执行步骤（2）~（4），直至结束开挖过程。