一种模拟飞机滑行对桩网复合地基沉降影响的模型试验装置

摘要

本实用新型涉及地基处理和模型试验技术领域，公开了一种模拟飞机滑行对桩网复合地基沉降影响的模型试验装置，包括荷载加载装置、模型箱、数据采集系统、反力架、电动伺服装置、模拟探头、模型道面、模型土层、模型桩、计算机和监测传感器。本实用新型结构简单，实用性强，提供了一种模拟和监测方式，利用模型箱中的模型土层、模型桩、模型道面模拟道面结构层和桩网复合地基，并利用电动伺服加载装置模拟飞机滑行时产生的动载，通过计算机对监测结果进行处理，大大节省了人力物力，改善了实地难以监测的困难并对实际工程予以指导。

说明书

技术领域

本实用新型涉及地基处理和模型试验技术领域，更具体地说，它涉及一种模拟飞机滑行对桩网复合地基沉降影响的模型试验装置。

背景技术

网复合地基是一种沉降变形小、工期短、稳定性高的软土地基处理方式，广泛应用于我国的交通运输基础设施建设中。在经济发展水平较高、但存在大面积软弱土层的东部和南部沿海地区，高铁和公路的地基处理常采用桩网复合地基形式，可以大幅提高行车舒适度、控制路基沉降，尤其是不均匀沉降，并进一步减少道面开裂，目前设计多关注桩间距和填土层厚度等因素对静载作用下桩网复合地基承载力的影响，对动荷载的影响研究较少。随着该地基处理方式在机场中也逐步得到应用，由于飞机荷载与一般交通荷载相比的特殊性，有胎压大、滑行速度高、荷载传递深度深等特点,有必要对其在飞机滑行荷载作用下的长期沉降特性进行研究，因此设计模型试验装置观察飞机动载作用下桩网复合地基长期沉降发展趋势和影响。

实用新型内容

为了克服现有技术中所存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种模拟飞机滑行对桩网复合地基沉降影响的模型试验装置，利用模型箱中的模型土层、模型桩、模型道面模拟道面结构层和桩网复合地基，并利用电动伺服加载装置模拟飞机滑行时产生的动载，通过计算机对监测结果进行处理，大大节省了人力物力，改善了实地难以监测的困难并对实际工程予以指导。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种模拟飞机滑行对桩网复合地基沉降影响的模型试验装置，包括荷载加载装置、模型箱和数据采集系统；

荷载加载装置包括反力架和电动伺服装置，反力架包括两根竖杆和设于两根竖杆之间的升降横梁，升降横梁的底部设有电动伺服装置，电动伺服装置可沿升降横梁的长度方向移动；电动伺服装置的底部设有模拟探头；

模型箱内由上至下依次填充有模型道面、模型土层和模型桩；

数据采集系统包括计算机和监测传感器，监测传感器设有多个，多个监测传感器分别布设于模型道面、模型土层和模型桩，计算机与监测传感器电连接。

进一步的，模型箱的两侧均设有排水机构，排水机构与模型箱的内部相连通。

进一步的，模型箱的一侧面设有观察区，观察区采用透明玻璃材质。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供一种新的模拟和监测方式，利用模型箱内设模拟土层等模拟道面结构层和桩网复合地基，并利用电动伺服加载装置模拟飞机滑行时产生动荷载，通过计算机对监测结果进行处理，大大节省了人力物力，改善了实地难以监测的困难并对实际工程予以指导。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一种模拟飞机滑行对桩网复合地基沉降影响的模型试验装置的结构示意框图；

图2是本实用新型实施例中一种模拟飞机滑行对桩网复合地基沉降影响的模型试验装置的主视图；

图3是本实用新型实施例中一种模拟飞机滑行对桩网复合地基沉降影响的模型试验装置的右视图的结构图；

图中：1、模型箱；2、竖杆；3、升降横梁；4、电动伺服装置；5、模拟探头；6、模型道面；7、模型土层；8、模型桩；9、监测传感器；10、排水机构；11、观察区。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：一种模拟飞机滑行对桩网复合地基沉降影响的模型试验装置，如图1至图3所示，包括荷载加载装置、模型箱1和数据采集系统；

荷载加载装置包括反力架和电动伺服装置4，反力架包括两根竖杆2和设于两根竖杆2之间的升降横梁3，升降横梁3的升降由升降电机驱动，升降横梁3的底部设有电动伺服装置4，电动伺服装置4可由伺服电机驱动，沿升降横梁3的长度方向移动；电动伺服装置4的底部设有模拟探头5；

模型箱1内由上至下依次填充有模型道面6、模型土层7和模型桩8；

数据采集系统包括计算机和监测传感器9，监测传感器9设有多个，多个监测传感器9分别布设于模型道面6、模型土层7和模型桩8，计算机与监测传感器9电连接。

监测传感器9由相关应变片、压力盒等监测设备组成，于试验开始前将监测传感器9放置于桩身、桩间土等监测对象相应位置。试验中利用沿桩身布设的应变片，测量动载作用前后的桩身响应，不同深度位置下桩身应变，分析飞机动载作用后的动应变幅值、荷载影响深度；利用填土层中布设的土压力盒，测量动载作用前后的土拱高度，分析土拱效应的变化规律；利用软土层中沿深度布置的土压力盒，测量分析飞机动载作用后的荷载影响深度。待电动伺服装置4开始加载后将对应数据传输至计算机进行处理分析。

计算机与电动伺服装置4和反力架电连接，可控制升降横梁3的升降高度和伺服电动装置的移动距离。

模型箱1的两侧均设有排水机构10，排水机构10与模型箱1的内部相连通，于试验开始前对箱内模型土层7中软土层进行排水，将土排出水分以固结；模型箱1的一侧面设有观察区11，观察区11采用透明玻璃材质，便于试验人员观察。

工作原理：试验开始前在模型箱1内完成模型土层7中软土层的制备并插入模型桩8静置模拟桩和软土地基；沿深度不同在适当位置布置土压力盒，应变片等监测传感器9以感应压力和位移等力学参数，铺设土工格栅并完成上方模型土层7中填土层、模型道面6的填筑模拟上部道面结构；前列步骤准备完成，通过调整升降横梁3和水平移动的电动伺服装置4将模拟探头5放置于指定位置模拟飞机轮胎，将监测传感器9与计算机连接，试验开始前先以小幅度对道面进行加载的同时通过计算机观测监测传感器9工作状态，确定处于正常工作状态后按试验相应要求设置电动伺服装置4加载方式施加飞机动载，监测传感器9此时通过感应上部动荷载将信号传送至计算机进行接收。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。