专利名称：一种冲击碾压模型试验装置及其用途的利记博彩app
技术领域：
本发明属于土工模型试验研究技术领域，涉及ー种冲击碾压模型试验装置及其用途。
背景技术：
冲击碾压法是目前广泛应用的一种 浅层地基处理方法，对冲击碾压加固技术的研究，多限于现场试验和工程经验的分析，对其加固机理还不是十分明确，因此，借助室内模型试验，是进行冲击碾压微观机理研究十分有效的方法。模型试验的难点在于模型与原型的相似分析，如何建立恰当的试验模型。冲击碾压加固技术具有独特的施工エ艺，模型试验的关键是对施工机具做出模拟，使其能够合理的反映实际作用过程。目前的冲击压路机类型繁多，但基本都由牵引装置、缓冲机构以及冲击轮组成。牵引装置提供动カ并可改变运行速度，缓冲机构是冲击压路机的重要组成机构，冲击轮的形状主要有三边形、四边形、五边形等多种。冲击碾压法适用于多种土性、不同施エ要求的地基处理和加固，其对土体的作用较为复杂，通常认是ー个为“揉搓-碾压-冲击”的过程。由于该法机理研究和模型试验的复杂性，目前尚无成熟的模型试验方案。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷提供一种可进行土体冲击碾压研究的模型试验装置及其用途。本发明的装置能够模拟不同影响因素下冲击压路机冲击碾压地基土的过程，便于结合各种测试设备观测分析冲碾过程中土体的作用机制，为阐明冲击碾压法的加固机理提供一条行之有效的途径。为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下ー种冲击碾压模型试验装置，包括试验控制箱、牵引装置、滑动导轨、冲击轮、试验箱和主框架，其中所述的牵引装置包括交流电动机、拉索、引导滑轮和滑轮撑杆，其中所述拉索的一端固定在交流电动机的绕线滑轮上，另一端与连接固定块相连，所述的引导滑轮通过滑轮撑杆安装在支架上；所述的滑动导轨包含平行且水平的两根光杆，光杆的顶端焊接有套筒，每根光杆通过套筒由两根与地面垂直的支架分别固定在试验箱上方的两侧，所述的冲击轮的轮轴通过连杆与摇臂相连。所述的试验控制箱包括控制面板、测试控制开关、测试开关、牵引速率控制器，其中，测试控制开关、测试开关、牵引速率控制器通过控制面板进行集成控制。所述的试验控制箱控制试验过程牵引装置的启动和停止，能够按照试验要求改变牵引速率；所述的测试控制开关安装在滑动导轨的左端，用于控制实验过程的断路。所述的测试开关用于启动交流电动机，通过缓冲弹簧自动触发测试控制开关，可实现交流电动机断路，牵引速率控制器可以调节交流电动机的牵引速率。所述的交流电动机的转轴上装有绕线滑轮，其绕线速率应当与试验控制速率相匹配。所述的交流电动机与试验控制箱内的测试控制开关和测试开关连接，可控制交流电动机的通断。所述的拉索为直径I. 5 2mm的细钢索，其一端固定在电动机的绕线滑轮上，另一端与滑动横杆连接，实现对冲击轮的牵引运动。所述的引导滑轮安装在滑轮 撑杆上，滑轮撑杆两端搭接有套筒，穿套固定在支架上。所述的测试控制开关和交流电动机由导线连接到试验控制箱内，实现集成自动控制。所述滑动导轨的光杆上分别穿套有缓冲弹簧；所述的滑动导轨可限定冲击轮的运动轨迹，确保稳定的直线运动。所述的滑动导轨上套有滑动套筒，可在滑动导轨上自由滑动，两根滑动导轨的滑动套筒与滑动横杆的两端嵌套。所述滑动导轨表面光滑，滑动横两端有滑动套筒，以期尽量减小摩擦，滑动导轨上套设有缓冲弹簧，缓冲弹簧随滑动套筒运动到最左端时，可碰触到测试控制开关，以此自动控制试验断路。所述的滑动横杆的中部穿套有固定连接块并通过螺丝紧固，固定连接块与拉索的一端连接。所述的固定连接块呈圆筒状，起到连接拉索和限定摇臂位置的作用，上述装置均可拆卸。所述的冲击轮按照所模拟的冲击压路机，依据一定的相似比例加工而成，所述的冲击轮的轮轴通过连杆与摇臂相连可以较好的模拟冲击压路机的缓冲装置；所述的连杆由螺丝固定在冲击轮的轮轴上，所述的摇臂和连杆由横轴连接。这样的设计可约束冲击轮前进时的左右摆动，但却不限制其在运动方向上的自由冲击，实现了冲击压路机缓冲装置的作用。所述试验箱由刚性板制成，尺寸依据试验需要定制，箱体前方面板上预留60cmX50cm的观察窗，观察窗由钢化玻璃制成，试验箱的左右两侧板略低于前后侧板，其外侧各安装一个试验平台。所述的试验箱用于盛装试验土样，为模型试验提供客体环境，便于实验过程的观测与数据采集。所述的主框架的左侧平台上安放试验控制箱和交流电动机，右侧横梁上安置试验箱，横梁底部安装滚轮，便于试验装置的整体移动。所述的交流电动机安装在固定轨道上，便于调整位置。一种上述冲击碾压模型试验装置模拟冲击压路机冲击碾压地基土的用途，包含如下步骤(I)向试验箱内装填土样，使土样表面平整，高度与试验箱侧板持平，填土过程中，可根据试验内容和需要，在土体相应深度和范围内，埋设土压力盒、孔压计等量测设备。为了便于装填土样，可先将滑动导轨、冲击轮及其附属装置拆下，装样完毕后，将滑动导轨、冲击轮及其附属装置安装到位，冲击轮放置于试验箱右端的试验平台上，安装完毕后检查各部件的连接情况；(2)接通电源，开启试验控制箱，通过控制面板预设牵引装置的牵引速度；
(3)然后按下测试开关，使牵弓I装置启动并牵引冲击轮运动，到达试验箱左端时触发测试控制开关，使交流电动机断路，完成一次冲击碾压；(4)将冲击轮提起使之脱离土体，并移动到步骤⑵前的初始位置；(5)重复步骤⑷。所述的步骤⑵中牵引速度为O. 6 I. 5m/s，牵引速度以模型试验相似计算所得值为准。所述的步骤⑷的重复次数为10 40次由于采用上述技术方案，本发明将冲击压路机和冲击碾压法简化并整合成为ー个试验模型，可以方便的进行冲击碾压法室内模型试验研究。本发明可用于冲击碾压室内模型试验，为研究冲击碾压加固机理和土体微观作用机理能提供可能。本发明的有益效果为 I、本发明装置为冲击碾压法的研究提供了模型试验研究途径，充分发挥了室内模型试验的优点。2、本发明装置较好的模拟了冲击压路机系统，对于研究冲击碾压法的加固机理提供了可靠的试验保证。3、本发明装置的操作简单易行，可以通过改变不同的试验參数来研究不同影响因素作用下的冲击碾压效果。
图I为本发明实施例冲击碾压模型试验装置主视图。图2为本发明实施例冲击碾压模型试验装置俯视图。图3为本发明实施例冲击碾压模型试验装置中试验控制箱连接示意图。图4为本发明实施例冲击碾压模型试验装置牵引装置装配示意图。图5为本发明实施例冲击碾压模型试验装置中测试控制开关示意图。图6为本发明实施例冲击碾压模型试验装置中摇臂和拉杆的结构示意图。图7为本发明实施例冲击碾压模型试验装置中摇臂和拉杆的连接示意图。附图数字标注I试验控制箱， 2牵引装置，3滑动导轨，4冲击轮，5试验箱，6主框架，7控制面板，8导线，9测试控制开关，10测试开关，11牵引速率控制器，12拉索，13引导滑轮，14滑轮撑杆，15缓冲弹簧，16滑动横杆，17固定连接块， 18支架，19摇臂，20连杆，21横轴，22观察窗，23试验平台，24滚轮，
25固定轨道，26交流电动机，27绕线滑轮，28套筒，29滑动套筒，30轮轴。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。如图I 5所示，一种冲击碾压模型试验装置，包括试验控制箱I、牵引装置2、滑动导轨3、冲击轮4、试验箱5、主框架6。试验控制箱I可实现参数设定和试验控制的功能；牵引装置2提供冲击轮4运动所需的外动力和动力传送机构；滑动导轨3平行固定于试验箱的上方两侧，可使滑动横杆16沿轨道平行滑动；冲击轮4模拟冲击压路机的冲击轮，通过摇臂19和连杆20与滑动横杆16连接；试验箱5用于盛装土样，为冲击碾压模型试验提供必要的试验环境；主框架6为本装置各部件提供稳定的安置平台，便于实验装置的整体移动。其中，试验控制箱I包括控制面板7、测试控制开关9、测试开关10、牵引速率控制器11，其中，测试控制开关9、测试开关10、牵引速率控制器11通过控制面板7进行集成控制，测试控制开关9安装在滑动导轨3的左端，通过缓冲弹簧15的自动触发可控制实验过程。测试开关10用于启动交流电动机26，通过缓冲弹簧15自动触发测试控制开关9，可实现电动机断路，牵引速率控制器11可以调节电动机的牵引速率。牵引装置2包括交流电动机26、拉索12、引导滑轮13、滑轮撑杆14，交流电动机26与测试控制开关9、测试开关10连接，可控制其通断，引导滑轮13通过滑轮撑杆14安装在支架18上，拉索12的一端固定在交流电动机26的绕线滑轮27上，另一端通过固定连接块17与滑动横杆16相连。测试控制开关9和交流电动机26均由导线8连接到试验控制箱I内，实现集成自动控制。交流电动机26的转轴上装有绕线滑轮27，其绕线速率应当与试验控制速率相匹配。拉索12为直径I. 5 2mm细钢索，其一端固定在电动机的绕线滑轮27上，另一端与滑动横杆16上的固定连接块17连接，实现对冲击轮4的牵引运动。引导滑轮13安装在滑轮撑杆14上，滑轮撑杆14两端搭接有套筒28，穿套在支架18上稳定安装。滑动导轨3包含平行且水平的两根光杆，每根杆的两端搭接套筒28，由支架18稳定安装在试验箱5的上方两侧。滑动横杆16的两端分别装有滑动套筒29，滑动套筒29穿套在滑动导轨3上，可自由滑动。滑动导轨3由四根支架18平行安置在试验箱5的上方两侧，两根滑动导轨3上分别穿套一个缓冲弹簧15，缓冲弹簧15运动到最左端时，可碰触到测试控制开关9，以此自动控制试验断路，滑动横杆16通过两端的滑动套筒横置在滑动导轨3之上，可沿滑动导轨3自由滑动。滑动导轨3表面光滑，滑动横杆16两端有滑动套筒29，以期尽量减小摩擦，缓冲弹簧15运动到最左端时，可碰触到测试控制开关9，以此自动控制试验断路。滑动横杆16上穿套有固定连接块17并通过螺丝紧固，固定连接块17与拉索12的一端连接。固定连接块17呈圆筒状，固定连接块17起到连接拉索12和限定摇臂19位置的作用，上述装置均可拆卸。冲击轮4按照实际模拟的冲击压路机冲击轮制成，由摇臂19、连杆20连接到滑动横杆16上，连杆20由螺丝直接固定在冲击轮4的轮轴30上，摇臂19和连杆20由横轴21连接，模拟冲击压路机的缓冲装置。这样的设计可约束冲击轮前进时的左右摆动，但却不限制其在运动方向上的自由冲击，实现了冲击压路机缓冲装置的作用。试验箱5由刚性板制成，面前的箱体上预留由钢化玻璃制成的可视窗口 22，试验箱5的左右两侧板略低于前后侧板，其侧面各安装一个试验平台23。主框架6的左侧平台上安放试验控制箱I和交流电动机26，交流电动机26安装在固定轨道25上，便于调整位置，主框架6的右侧横梁上安置试验箱5，横梁底部安装滚轮24，便于试验装置的整体移动。一种冲击碾压模型试验装置用于模拟冲击压路机冲击碾压地基土的用途，包含如下步骤(I)向试验箱5内装填土样，使土样表面平整，高度与试验箱5侧板持平；(2)接通电源，开启试验控制箱1，通过控制面板7预设牵引装置2的牵引速度；(3)然后按下测试开关10，使牵引装置2启动并牵引冲击轮4运动，到达试验箱左端时自动触发测试控制开关9，使交流电动机26断路，完成一次冲击碾压；(4)将冲击轮4提起使之脱离土体，并移动到步骤(2)前的初始位置；(5)重复步骤⑷。其中步骤⑵中牵引速度为O. 6 I. 5m/s，牵引速度以模型试验相似计算所得值为准。步骤(4)的重复次数为10 40次常规试验中，先向试验箱内填装土样，应当尽量保证所填土样的均匀性和与原状土相似的初始应力状态，土样表面平整，高度与箱体的左右侧板持平。填土过程中，可根据试验内容和需要，在土体相应的深度和范围内埋设土压力盒、孔压计等量测设备。土样填装完毕后，将试验装置的各个部件安装到位，即可进行冲击碾压的测试。试验过程中，可改变试验参数，对不同影响因素下的冲击碾压进行研究。可通过牵引速率控制器改变牵引速率研究不同冲碾速度下的作用情况；可以通过改变质量研究不同质量的冲击轮的冲碾效果；可以研究不同形状大小的冲击轮的作用情况。每做完一组试验后，需重新制备土样，然后开始下一组。对土体微观作用机理的研究应当借助粒子成像设备，透过试验箱壁板上的玻璃窗体进行观测分析。填土完毕后，冲击轮的应当尽量贴近受观察一侧的壁板内侧运动，便于观测土颗粒的相对运动情况。上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。权利要求
1.ー种冲击碾压模型试验装置，其特征在于包括试验控制箱(I)、牵引装置(2)、滑动导轨(3)、冲击轮(4)、试验箱(5)和主框架(6)，其中所述的牵引装置⑵包括交流电动机(26)、拉索(12)、引导滑轮(13)和滑轮撑杆(14)，其中所述拉索(12)的一端固定在交流电动机(26)的绕线滑轮(27)上，另一端与连接固定块(17)相连，所述的引导滑轮(13)通过滑轮撑杆(14)安装在支架(18)上；所述的滑动导轨(3)包含平行且水平的两根光杆，光杆的顶端焊接有套筒(28)，每根光杆通过套筒(28)由两根与地面垂直的支架(18)分别固定在试验箱(5)上方的两侧。
2.根据权利要求I所述的冲击碾压模型试验装置，其特征在于所述的试验控制箱(I)包括控制面板(7)、测试控制开关(9)、测试开关(10)、牵引速率控制器(11)； 或所述的测试控制开关(9)位于滑动导轨(3)的左端。
3.根据权利要求I所述的冲击碾压模型试验装置，其特征在于所述的交流电动机(26)的转轴上装有绕线滑轮(27)； 或所述的交流电动机(26)与试验控制箱(I)内的测试控制开关(9)和测试开关(10)连接。
4.根据权利要求I所述的冲击碾压模型试验装置，其特征在于所述的拉索(12)为直径I. 5 2_的细钢索，其一端固定在电动机的绕线滑轮(27)上，另一端与滑动横杆(16)连接； 或所述的引导滑轮(13)安装在滑轮撑杆(14)上，滑轮撑杆(14)两端搭接有套筒(28)，穿套固定在支架(18)上； 或所述的测试控制开关(9)和交流电动机(26)由导线⑶连接到试验控制箱⑴内，实现集成自动控制。
5.根据权利要求I所述的冲击碾压模型试验装置，其特征在于所述滑动导轨(3)的光杆上分別穿套有缓冲弹簧(15)； 或所述的滑动导轨(3)上套有滑动套筒(29)，两根滑动导轨(3)的滑动套筒(29)与滑动横杆(16)的两端嵌套。
6.根据权利要求4所述的冲击碾压模型试验装置，其特征在干所述的滑动横杆(16)两端有滑动套筒(29)； 或所述的滑动横杆(16)的中部穿套有固定连接块(17)并通过螺丝紧固，固定连接块(17)与拉索(12)的一端连接，其中固定连接块(17)呈圆筒状。
7.根据权利要求I所述的冲击碾压模型试验装置，其特征在干所述的冲击轮(4)的轮轴(30)通过连杆(20)与摇臂(19)相连，其中连杆(20)由螺丝固定在冲击轮(4)的轮轴(30)上，其中所述的摇臂(19)和连杆(20)由横轴(21)连接； 或所述试验箱(5)由刚性板制成，箱体前方面板上预留有观察窗(22)，观察窗(22)由钢化玻璃制成，试验箱(5)的左右两侧板略低于前后侧板，其外侧各安装一个试验平台(23)。
8.根据权利要求I所述的冲击碾压模型试验装置，其特征在干所述的主框架(6)的左侧平台上安放试验控制箱(I)和交流电动机(26)，右侧横梁上安置试验箱(5)，横梁底部安装滚轮(24)； 或所述的交流电动机(26)安装在固定轨道(25)上。
9.一种权利要求1-8中任一所述的冲击碾压模型试验装置用于模拟冲击压路机冲击碾压地基土的用途，其特征在于包含如下步骤 (1)向试验箱(5)内装填土样，使土样表面平整，高度与试验箱(5)侧板持平； (2)接通电源，开启试验控制箱(1)，通过控制面板(7)预设牵引装置(2)的牵引速度； (3)然后按下测试开关(10)，使牵引装置(2)启动并牵引冲击轮(4)运动，到达试验箱左端时自动触发测试控制开关(9)，使交流电动机(26)断路，完成一次冲击碾压； (4)将冲击轮(4)提起使之脱离土体，并移动到步骤(2)前的初始位置； (5)重复步骤⑷。
10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于所述的步骤(2)中牵引速度为O.6 I.5m/s ； 或所述的步骤(4)的重复次数为10 40次。
全文摘要
本发明属于土工模型试验研究技术领域，涉及一种冲击碾压模型试验装置及其用途。该试验装置，包括试验控制箱、牵引装置、滑动导轨、冲击轮、试验箱和主框架，其中所述的牵引装置包括交流电动机、拉索、引导滑轮和滑轮撑杆，其中所述拉索的一端固定在交流电动机的绕线滑轮上，另一端与连接固定块相连，所述的引导滑轮通过滑轮撑杆安装在支架上；所述的滑动导轨包含平行且水平的两根光杆，光杆的顶端焊接有套筒，每根光杆通过套筒由两根与地面垂直的支架分别固定在试验箱上方的两侧，所述的冲击轮的轮轴通过连杆与摇臂相连。本发明装置可实现对于土体冲击碾压作用过程的模拟，用于研究冲击碾压技术的加固机理以及影响因素。
文档编号G01N19/00GK102661915SQ20121013328
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者叶观宝, 吴迪, 强海飞, 徐超, 胡荣, 陈忠清 申请人:同济大学