一種沖擊碾壓模型試驗裝置及其用途制造方法及圖紙

本發明專利技術屬于土工模型試驗研究技術領域，涉及一種沖擊碾壓模型試驗裝置及其用途。該試驗裝置，包括試驗控制箱、牽引裝置、滑動導軌、沖擊輪、試驗箱和主框架，其中所述的牽引裝置包括交流電動機、拉索、引導滑輪和滑輪撐桿，其中所述拉索的一端固定在交流電動機的繞線滑輪上，另一端與連接固定塊相連，所述的引導滑輪通過滑輪撐桿安裝在支架上；所述的滑動導軌包含平行且水平的兩根光桿，光桿的頂端焊接有套筒，每根光桿通過套筒由兩根與地面垂直的支架分別固定在試驗箱上方的兩側，所述的沖擊輪的輪軸通過連桿與搖臂相連。本發明專利技術裝置可實現對于土體沖擊碾壓作用過程的模擬，用于研究沖擊碾壓技術的加固機理以及影響因素。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于土工模型試驗研究
，涉及ー種沖擊碾壓模型試驗裝置及其用途。
技術介紹
沖擊碾壓法是目前廣泛應用的一種 淺層地基處理方法，對沖擊碾壓加固技術的研究，多限于現場試驗和工程經驗的分析，對其加固機理還不是十分明確，因此，借助室內模型試驗，是進行沖擊碾壓微觀機理研究十分有效的方法。模型試驗的難點在于模型與原型的相似分析，如何建立恰當的試驗模型。沖擊碾壓加固技術具有獨特的施工エ藝，模型試驗的關鍵是對施工機具做出模擬，使其能夠合理的反映實際作用過程。目前的沖擊壓路機類型繁多，但基本都由牽引裝置、緩沖機構以及沖擊輪組成。牽引裝置提供動カ并可改變運行速度，緩沖機構是沖擊壓路機的重要組成機構，沖擊輪的形狀主要有三邊形、四邊形、五邊形等多種。沖擊碾壓法適用于多種土性、不同施エ要求的地基處理和加固，其對土體的作用較為復雜，通常認是ー個為“揉搓-碾壓-沖擊”的過程。由于該法機理研究和模型試驗的復雜性，目前尚無成熟的模型試驗方案。
技術實現思路
本專利技術的目的在于為克服現有技術的缺陷提供一種可進行土體沖擊碾壓研究的模型試驗裝置及其用途。本專利技術的裝置能夠模擬不同影響因素下沖擊壓路機沖擊碾壓地基土的過程，便于結合各種測試設備觀測分析沖碾過程中土體的作用機制，為闡明沖擊碾壓法的加固機理提供一條行之有效的途徑。為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案如下ー種沖擊碾壓模型試驗裝置，包括試驗控制箱、牽引裝置、滑動導軌、沖擊輪、試驗箱和主框架，其中所述的牽引裝置包括交流電動機、拉索、引導滑輪和滑輪撐桿，其中所述拉索的一端固定在交流電動機的繞線滑輪上，另一端與連接固定塊相連，所述的引導滑輪通過滑輪撐桿安裝在支架上；所述的滑動導軌包含平行且水平的兩根光桿，光桿的頂端焊接有套筒，每根光桿通過套筒由兩根與地面垂直的支架分別固定在試驗箱上方的兩側，所述的沖擊輪的輪軸通過連桿與搖臂相連。所述的試驗控制箱包括控制面板、測試控制開關、測試開關、牽引速率控制器，其中，測試控制開關、測試開關、牽引速率控制器通過控制面板進行集成控制。所述的試驗控制箱控制試驗過程牽引裝置的啟動和停止，能夠按照試驗要求改變牽引速率；所述的測試控制開關安裝在滑動導軌的左端，用于控制實驗過程的斷路。所述的測試開關用于啟動交流電動機，通過緩沖彈簧自動觸發測試控制開關，可實現交流電動機斷路，牽引速率控制器可以調節交流電動機的牽引速率。所述的交流電動機的轉軸上裝有繞線滑輪，其繞線速率應當與試驗控制速率相匹配。所述的交流電動機與試驗控制箱內的測試控制開關和測試開關連接，可控制交流電動機的通斷。所述的拉索為直徑I. 5 2mm的細鋼索，其一端固定在電動機的繞線滑輪上，另一端與滑動橫桿連接，實現對沖擊輪的牽引運動。所述的引導滑輪安裝在滑輪 撐桿上，滑輪撐桿兩端搭接有套筒，穿套固定在支架上。所述的測試控制開關和交流電動機由導線連接到試驗控制箱內，實現集成自動控制。所述滑動導軌的光桿上分別穿套有緩沖彈簧；所述的滑動導軌可限定沖擊輪的運動軌跡，確保穩定的直線運動。所述的滑動導軌上套有滑動套筒，可在滑動導軌上自由滑動，兩根滑動導軌的滑動套筒與滑動橫桿的兩端嵌套。所述滑動導軌表面光滑，滑動橫兩端有滑動套筒，以期盡量減小摩擦，滑動導軌上套設有緩沖彈簧，緩沖彈簧隨滑動套筒運動到最左端時，可碰觸到測試控制開關，以此自動控制試驗斷路。所述的滑動橫桿的中部穿套有固定連接塊并通過螺絲緊固，固定連接塊與拉索的一端連接。所述的固定連接塊呈圓筒狀，起到連接拉索和限定搖臂位置的作用，上述裝置均可拆卸。所述的沖擊輪按照所模擬的沖擊壓路機，依據一定的相似比例加工而成，所述的沖擊輪的輪軸通過連桿與搖臂相連可以較好的模擬沖擊壓路機的緩沖裝置；所述的連桿由螺絲固定在沖擊輪的輪軸上，所述的搖臂和連桿由橫軸連接。這樣的設計可約束沖擊輪前進時的左右擺動，但卻不限制其在運動方向上的自由沖擊，實現了沖擊壓路機緩沖裝置的作用。所述試驗箱由剛性板制成，尺寸依據試驗需要定制，箱體前方面板上預留60cmX50cm的觀察窗，觀察窗由鋼化玻璃制成，試驗箱的左右兩側板略低于前后側板，其外側各安裝一個試驗平臺。所述的試驗箱用于盛裝試驗土樣，為模型試驗提供客體環境，便于實驗過程的觀測與數據采集。所述的主框架的左側平臺上安放試驗控制箱和交流電動機，右側橫梁上安置試驗箱，橫梁底部安裝滾輪，便于試驗裝置的整體移動。所述的交流電動機安裝在固定軌道上，便于調整位置。一種上述沖擊碾壓模型試驗裝置模擬沖擊壓路機沖擊碾壓地基土的用途，包含如下步驟(I)向試驗箱內裝填土樣，使土樣表面平整，高度與試驗箱側板持平，填土過程中，可根據試驗內容和需要，在土體相應深度和范圍內，埋設土壓力盒、孔壓計等量測設備。為了便于裝填土樣，可先將滑動導軌、沖擊輪及其附屬裝置拆下，裝樣完畢后，將滑動導軌、沖擊輪及其附屬裝置安裝到位，沖擊輪放置于試驗箱右端的試驗平臺上，安裝完畢后檢查各部件的連接情況；(2)接通電源，開啟試驗控制箱，通過控制面板預設牽引裝置的牽引速度；(3)然后按下測試開關，使牽弓I裝置啟動并牽引沖擊輪運動，到達試驗箱左端時觸發測試控制開關，使交流電動機斷路，完成一次沖擊碾壓；(4)將沖擊輪提起使之脫離土體，并移動到步驟⑵前的初始位置；(5)重復步驟⑷。所述的步驟⑵中牽引速度為O. 6 I. 5m/s，牽引速度以模型試驗相似計算所得值為準。所述的步驟⑷的重復次數為10 40次由于采用上述技術方案，本專利技術將沖擊壓路機和沖擊碾壓法簡化并整合成為ー個試驗模型，可以方便的進行沖擊碾壓法室內模型試驗研究。本專利技術可用于沖擊碾壓室內模型試驗，為研究沖擊碾壓加固機理和土體微觀作用機理能提供可能。本專利技術的有益效果為 I、本專利技術裝置為沖擊碾壓法的研究提供了模型試驗研究途徑，充分發揮了室內模型試驗的優點。2、本專利技術裝置較好的模擬了沖擊壓路機系統，對于研究沖擊碾壓法的加固機理提供了可靠的試驗保證。3、本專利技術裝置的操作簡單易行，可以通過改變不同的試驗參數來研究不同影響因素作用下的沖擊碾壓效果。附圖說明圖I為本專利技術實施例沖擊碾壓模型試驗裝置主視圖。圖2為本專利技術實施例沖擊碾壓模型試驗裝置俯視圖。圖3為本專利技術實施例沖擊碾壓模型試驗裝置中試驗控制箱連接示意圖。圖4為本專利技術實施例沖擊碾壓模型試驗裝置牽引裝置裝配示意圖。圖5為本專利技術實施例沖擊碾壓模型試驗裝置中測試控制開關示意圖。圖6為本專利技術實施例沖擊碾壓模型試驗裝置中搖臂和拉桿的結構示意圖。圖7為本專利技術實施例沖擊碾壓模型試驗裝置中搖臂和拉桿的連接示意圖。附圖數字標注I試驗控制箱， 2牽引裝置，3滑動導軌，4沖擊輪，5試驗箱，6主框架，7控制面板，8導線，9測試控制開關，10測試開關，11牽引速率控制器，12拉索，13引導滑輪，14滑輪撐桿，15緩沖彈簧，16滑動橫桿，17固定連接塊， 18支架，19搖臂，20連桿，21橫軸，22觀察窗，23試驗平臺，24滾輪，25固定軌道，26交流電動機，27繞線滑輪，28套筒，29滑動套筒，30輪軸。具體實施方式 以下結合附圖所示實施例對本專利技術作進一步的說明。如圖I 5所示，一種沖擊碾壓模型試驗裝置，包括試驗控制箱I、牽引裝置2、滑動導軌3、沖擊輪4、試驗箱5、主框架6。試驗控制箱I可實現參數設定和試驗控制的功能；牽引裝置2本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐超，葉觀寶，陳忠清，強海飛，吳迪，胡榮，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：