CN201014988Y - 边坡破坏模型倾斜加载装置 - Google Patents

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吴剑
张振华
王志俭
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Abstract

一种边坡破坏模型倾斜加载装置，其主要包括基座，液压缸一端与模型架底部上的主梁结构铰接，另一端与基座铰接，模型架一端与固定铰支座连接。液压缸布置在地面之下，地面上设有与模型架相配合的承台。起降控制平台连接控制连线液压缸连接。在固定铰支座外侧设有限位开关。本实用新型将动力装置液压油缸安装地面以下，支撑点的布置优化，下部顶托装置伸展空间大，模型架的转动不受空间的约束；采用液压缸体其长度可以保证加载距离满足要求；液压缸顶端与模型架底部梁结构实现铰接，另一个铰接点为固定点，两点的位置是均布荷载条件下梁结构的最佳简支点；模型架在水平位置时，液压缸不受力，荷载由承台结构承担，延长了液压缸的使用寿命。

Description

边坡破坏模型倾斜加载装置
技术领域
本实用新型涉及一种边坡破坏模型倾斜加载装置，可以完成整体自重小于100吨的边坡(滑坡)模型平台的倾斜过程，倾斜角度达到25°。
背景技术
破坏模型试验是研究边坡失稳过程或滑坡破坏过程的重要技术手段。边坡失稳过程实际上是边坡坡体自重与坡体内剪切带抗剪能力的平衡关系被打破后，边坡坡体在非平衡力系作用下产生运动的过程。因此模拟边坡失稳过程需要人为改变坡体自重和抗剪能力的对比关系。目前，用于改变这一对比关系的主要技术手段一是采用倾斜加载，另一种方式是采用离心加载，由于采用离心加载方式，试验所用设备不仅复杂、价格昂贵、不便于维护，同时离心机的离心舱尺寸非常小，与实体的相似比非常小，对实体尤其是大体积实体的模拟效果差，因此边坡破坏模型试验中较多的采用倾斜破坏方式。
目前可以进行倾斜破坏试验的模型试验架尺寸大多较小，同时达到长度超过5米高度超过2米可倾斜的模型试验架从现有文献中还没有先例，而现有的模型试验架的倾斜装置完全在地表以上进行设计和布置，这一约束使模型架的倾斜装置普遍具有以下不足：
1、模型架与地面的铰接位置必然在模型架一边顶端位置，如果铰接位置在模型架的中间位置，则铰接机构必须高于地面以保证模型架的转动空间；
2、提供转动动力的动力方式大体有两种，一是在模型架下部利用千斤顶顶托模型架，另一方式是采用人力或电动起吊设备从上部牵引。采用千斤顶虽然加载过程稳定，但其最大缺陷是加载距离比较小，提供的倾斜角度很小，并且由于千斤顶与模型架之间没有刚性连接，整个系统的安全性存在隐患；而从上部牵引模型架必然需要在上部设置牵引点，这样往往需要在模型架外制作一个门架，这样会影响一些观测设备的布置和安放；
3、对于自重超过100吨，模型架的底部主梁所受到的弯矩作用力是很大的。根据结构力学的一般结论，模型架的底部主梁与地面的两个交接位置存在最优位置，以往模型架直接支撑在地面之上，为了保证模型架转动，必然有一个铰接布置在模型底部主梁的顶端，这样的布置直接导致主梁截面的增大，模型架底部结构非常笨重。
发明内容
本实用新型提供一种可以完成整体自重不超过100吨的试验平台的整体倾斜，倾斜角度大，并且在倾斜角度范围内任意角度保持姿态，结构紧凑，观测设备布置和安放方便的边坡破坏模型倾斜加载装置。
本实用新型的目的是这样实现的：一种边坡破坏模型倾斜加载装置，包括基座1，液压缸4一端与模型架5底部6上的主梁结构铰接，另一端与基座1铰接，模型架5一端与固定铰支座7连接。液压缸4布置在地面之下，地面上设有与模型架1相配合的承台9。起降控制平台3连接控制连线2液压缸1连接。在固定铰支座7外侧设有限位开关8。
本实用新型提供的边坡破坏模型倾斜加载装置，将动力装置液压油缸安装地面以下，很好地解决了支撑点的优化布置问题，下部顶托装置伸展空间大，模型架的转动不受空间的约束；采用两根推力25吨的液压缸作为模型架倾斜的动力装置，液压缸不仅可以保证底部顶托的输出动力，同时液压缸的缸体长度可以保证加载距离满足要求；液压缸顶端与模型架底部梁结构实现铰接，另一个铰接点为固定点，两点的位置是均布荷载条件下梁结构的最佳简支点；模型架在水平位置时，液压缸不受力，荷载由承台结构承担，延长了液压缸的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的工作过程如下：模型架5的正常工作位置为水平，液压缸4不受力，模型架5的荷载由承台9承担。当起重机控制平台3的液压系统向液压缸1供油，液压缸4伸长推动模型架5的一段抬升，而模型架5的另一端通过固定铰支座7形式与地面10连接，模型架5在液压缸4地推动下以固定铰支座7为转轴发生整体倾斜。通过液压控制系统可以完成模型架的抬升、下降，并且可以保持倾斜姿态，可以满足模型在有效转角范围内以任意角度进行倾斜加载。如模型架5的旋转角度超过规定值，模型架5触发限位开关8，起重控制平台3将停止液压缸4的工作，保障整个系统的安全运行。

Claims (4)

1.一种边坡破坏模型倾斜加载装置，包括基座(1)，其特征在于：液压缸(4)一端与模型架(5)底部(6)上的主梁结构铰接，另一端与基座(1)铰接，模型架(5)一端与固定铰支座(7)连接。
2.根据权利要求1所述的边坡破坏模型倾斜加载装置，其特征在于：液压缸(4)布置在地面之下，地面上设有与模型架(1)相配合的承台(9)。
3.根据权利要求2所述的边坡破坏模型倾斜加载装置，其特征在于：起降控制平台(3)连接控制连线(2)液压缸(1)连接。
4.根据权利要求1或2所述的边坡破坏模型倾斜加载装置，其特征在于：在固定铰支座(7)外侧设有限位开关(8)。
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