CN201803714U - 风积沙路基大比例动态模型 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种风积沙路基大比例动态模型，该模型包括模型槽、模型路基、混凝土沥青路面和混凝土沥青路面基础，其中模型路基安放在模型槽底面之上，模型路基由边坡和路基组成，在模型路基的路基之上是混凝土沥青路面基础，紧贴混凝土沥青路基础之上为混凝土沥青路面，在所述的模型路基的表面、路基中部、路基底面都安装有至少一个测试传感器。本实用新型的有益效果是：有效的分析了在车辆荷载重复作用下，路基的动应力、弹性变形及永久变形的变化规律，并且提出了风积沙路基塑性应变与重复荷载作用次数之间符合εp(N)＝εp(1)+SlogN这种半对数模式，为高速公路风积沙路基的设计提供了保证。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种模型，具体涉及一种用于测试风积沙路基动力特性的试验模型。
背景技术
现场试验是研究路基动态特征的基本手段，为研究路基的动态特征提供第一手资料，很多国家都通过现场试验来研究路基的动态特征。如日本研究者对路基动应力和下沉进行了试验，德国队具有不同刚度的路基进行了轮载试验，国内很多专家也通过现场试验对路基的动态特征进行了一系列的研究。
但是室内试验才是研究路基动态特征的最有效方法。现场试验虽然是最直接的，但是有很多局限性。影响路基动态特征的因素很多，例如，行车速度、轴重、路基填土性质等，若都通过现场试验来一一研究是不可行的。但是目前很多室内试验采用的模型仅仅是采用路基填料制作而成的一个很小的扰动样，存在着尺寸效应的影响，试验数据并不准备准确，而且无法进行模拟车辆荷载对路基的作用的试验。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种风积沙路基大比例动态模型，该模型结构完备，可以模拟测试车辆荷载对路基的作用，能考虑更多因素对路基动态特征的影响，能更深入更广泛的研究路基的动态特征。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种风积沙路基大比例动态模型，该模型包括模型槽、模型路基、混凝土沥青路面和混凝土沥青路基础，其中模型路基安放在模型槽底面之上，模型路基由边坡和路基组成，在模型路基的路基之上是混凝土沥青路面基础，紧贴混凝土沥青路面基础之上为混凝土沥青路面，在所述的模型路基的表面、路基中部、路基底面都安装有至少一个测试传感器。
所述的混凝土沥青路面上在荷载作用位置处还设置有钢板。
所述的模型路基的表面、路基中部、路基底面分别安装有两个测试传感器。
所述的模型槽高2.1米、宽1.2米、长3.21米。
所述的测试传感器排列为两列。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：有效的分析了在车辆荷载重复作用下，路基的动应力、弹性变形及永久变形的变化规律，并且提出了风积沙路基塑性应变与重复荷载作用次数之间符合εp(N)＝εp(1)+SlogN这种半对数模式，为高速公路风积沙路基的设计提供了保证。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
如图1所示，一种风积沙路基大比例动态模型，该模型包括模型槽4、模型路基3、混凝土沥青路面1和混凝土沥青路面基础2，其中模型路基3安放在模型槽4底面之上，模型路基3由边坡31和路基组成，在模型路基3之上是混凝土沥青路面基础2，紧贴混凝土沥青路面基础2之上为混凝土沥青路面1，在所述的模型路基3的表面、路基中部、路基底面都分别安装有二个测试传感器6。而且这六个测试传感器6整齐排列为两列。所述的混凝土沥青路面1上在荷载作用位置处还设置有钢板5，用于模拟车轮作用，其面积与车轮作用面积相当。模型槽4高2.1米、宽1.2米、长3.21米。模型路基高1.32米，混凝土沥青路面和基层厚度分别为20cm和58cm，当然我们也可以根据需要设计各个组成部分的厚弃和其他参数。
下面再来详细叙述本实新型的加工方法其使用介绍。
模型路基3的填料我们可以选用现场运来的风积沙，当模型槽内路基填筑高度分别达到30cm、60cm、90cm、100cm、132cm时，进行夯实，然后选取两个不同的位置用灌砂法测试压实度，保证所有测试位置的压实度都达到设计压实度96％，为了保证压实质量，当填筑高度达到60cm、100cm和132cm时，都进行了k30试验。
沥青混凝土路面1直接由沥青混凝土生产厂家生产和施工，为了保证底基层的强度在10天内达到要求的强度，用水泥代替了粉煤灰。经过对多个水泥试样在不同天数的单轴强度实验结果进行分析，基层的强度在10天内基本达到了设计要求，证明用水泥代替粉煤灰是可行的。
为防止边坡31在试验过程中发生滑移，确保路基稳定，应对风积沙路基边坡进行防护。在试验中，采用木板来模拟粘土包边材料。
测试传感器6分别埋设于路基表面、路基中部、路基底面，试验测试了动应力、弹性变形和永久变形。动应力使用BY-2型土压力盒，量程为0.5MPa；动变形的测试采用在模型中预先布置沉降板，由电涡流位移传感器测量沉降板的竖向动变形；累计沉降的测试，为了保证实测累计沉降的稳定性，在路基面安装了两个实测路基面永久位移的千分表，在约定的振动次数下，由人工读取累计沉降，见图1一共选择了六个测试位置，当然我们测试位置也可以根据需要放在其他地点。试验中，采用电动伺服激振装置进行加载，最大轴重采用14吨，与重型运煤车量的轴重一致。根据规范，计算出车辆行驶过程中轮胎与路面的接触面积的当量圆直径为213mm，，用等面积的钢板5代替，通过加载装置将荷载作用的钢板5上，然后传递给路面及路基。加载频率设定为3赫兹，这个频率与车辆每小时行驶100公里的频率一致，重复加载100万次。分别在加载到第10次、1000次、100000次、500000次和1000000次时，通过数据采集系统读取各个传感器的试验数据。
Claims (5)
1.一种风积沙路基大比例动态模型，其特征在于：该模型包括模型槽(4)、模型路基(3)、混凝土沥青路面(1)和混凝土沥青路面基础(2)，其中模型路基(3)安放在模型槽(4)底面之上，模型路基(3)由边坡和路基组成，在模型路基(3)的路基之上是混凝土沥青路面基础(2)，紧贴混凝土沥青路面基础(2)之上为混凝土沥青路面(1)，在所述的模型路基(3)的表面、路基中部、路基底面分别安装有至少一个测试传感器(6)。
2.根据权利要求1所述的风积沙路基大比例动态模型，其特征在于：所述的混凝土沥青路面(1)上在荷载作用位置处还设置有钢板(5)。
3.根据权利要求1所述的风积沙路基大比例动态模型，其特征在于：所述的模型路基(3)的表面、路基中部、路基底面分别安装有两个测试传感器(6)。
4.根据权利要求1所述的风积沙路基大比例动态模型，其特征在于：所述的模型槽(4)高2.1米、宽1.2米、长3.21米。
5.根据权利要求3所述的风积沙路基大比例动态模型，其特征在于：所述的测试传感器(6)排列为两列。
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