-3與管道拉拔力加載系統(tǒng)9固定。裝置安裝過程中，中空傳力筒7-2和傳力筒內(nèi)六角螺栓7-1間須留有一定間距(8mm左右)，保持不接觸狀態(tài)，以保證離心機I加速階段管土位移協(xié)調(diào)。軸力計6下端與管道裝置4連接在一起。
[0029]如圖1、2、3所示，所述的位移測試裝置8包括激光位移傳感器8-1和激光接受片8-
2。激光位移傳感器8-1與荷載加載平臺9-4剛性連接，試驗過程中激光位移傳感器8-1與模型箱2保持相對靜止;激光接受片8-2安裝于軸力計6上方，與管道裝置4保持相對靜止。激光傳感器8-1通過感應激光接受片8-2來測量模型管道4-1的實際位移。
[0030]所述管道拉拔力加載系統(tǒng)9包括安裝于模型箱外側(cè)的電機9-1、減速螺旋升降器系統(tǒng)9-2、螺桿9-3、荷載加載平臺9-4以及位于螺桿9-3端部的六角螺絲9-5。減速螺旋升降器系統(tǒng)9-2固定在荷載加載平臺9-4上，電機9-1與減速螺旋升降器系統(tǒng)9-2間通過螺絲固定，可方便拆換。電機9-1運行過程中可帶動減速螺旋升降器系統(tǒng)9-2，使螺桿9-3產(chǎn)生向上或者向下的位移。螺桿9-3端部的六角螺絲9-5用于固定傳力桿系統(tǒng)5，保證試驗過程中螺桿9-3、傳力筒連接桿7-3以及中空傳力筒7-2間不產(chǎn)生相對變形。荷載加載平臺9-4四角處開有孔洞，通過4個直徑為12_的螺栓與反力梁10固定。
[0031]所述反力梁10由兩根長70cm、截面尺寸為4cmX6cm的方鋼組成，方鋼兩端相應位置處開有螺孔，通過4個直徑為12mm的螺栓與模型箱2固定。
[0032]本實用新型工作原理如下:
[0033]試驗前在模型箱2內(nèi)填充地基土體3材料，當?shù)鼗馏w3達到管道設計埋深時，放置管道裝置4，再覆蓋剩余地基土體3，完成管道隆起試驗前場地模型的制備。將軸力計6與管道連接桿4-3用加長螺母固定，同時在軸力計6上方放置激光接受片8-2。在模型箱2上方安裝反力梁10，隨后將管道拉拔力加載系統(tǒng)9安放在預定位置，并將管道裝置4、傳力桿系統(tǒng)5以及管道拉拔力加載系統(tǒng)9三者連接固定在一起。在裝置安裝過程中，內(nèi)六角螺栓7-1與中空傳力筒7-2不能接觸，兩者間須留有一定間距，約8mm，如圖2、3、4所示。
[0034]如圖5所示，將模型箱2安裝在離心機I吊籃1-1上，連接好數(shù)據(jù)采集儀后，開啟離心機I進行試驗。離心加速過程中，受反力梁10剛性連接的約束，管道拉拔力加載系統(tǒng)9、激光位移傳感器8-1、傳力筒連接桿7-3以及中空傳力筒7-2不產(chǎn)生位移變形;地基土體3受到超重力作用，會產(chǎn)生相應的沉降，約5mm;管道裝置4、軸力計6以及傳力筒內(nèi)六角螺栓7-1會隨著土體的沉降變形而下沉。由于試驗前，內(nèi)六角螺栓7-1的螺栓頭與中空傳力筒7-3間無接觸，且兩者間留有足夠間距，因此離心加速階段中管道拉拔力加載系統(tǒng)9不會限制管道裝置4的位移，管道與土體間可以保持位移協(xié)調(diào)，保證試驗結(jié)果的準確性。離心機I加速到設定G值，土體不再發(fā)生變形后，開啟電機9-1，拉拔力加載系統(tǒng)上9的螺桿9-3在電機9-1的帶動下開始向上位移，傳力筒連接桿7-3以及中空傳力筒7-2也隨之移動。一段時間后，中空傳力筒7-2與傳力筒內(nèi)六角螺栓7-1開始接觸，管道裝置4受上拔力作用隨螺桿9-3勻速向上位移。管道上拔過程中，激光位移傳感器8-1和軸力計6可以實時測量管道的位移和軸力，直至位移達到試驗設計值，關閉電機，停止試驗。
【主權(quán)項】
1.一種超重力條件下管道抗隆起性能測試裝置，其特征在于，包括離心機(I)、模型箱(2)、管道裝置(4)、傳力桿系統(tǒng)(5)、位移測試裝置(8)、管道拉拔力加載系統(tǒng)(9)以及反力梁(10);所述的模型箱(2)安裝于離心機(I)吊籃(1-1)內(nèi)，模型箱(2)中鋪設有地基土體(3)，地基土體(3)中埋有管道裝置(4);所述管道裝置(4)包括模型管道(4-1)，管道傳力環(huán)(4-2)以及管道拉桿(4-3)三部分;管道傳力環(huán)(4-2)套在模型管道(4-1)外部，管道拉桿(4-3)與管道傳力環(huán)(4-2)機械連接;所述反力梁(10)由兩根方鋼組成，兩根方鋼平行固定于模型箱(2)上;所述管道拉拔力加載系統(tǒng)(9)包括安裝于模型箱外側(cè)的電機(9-1)、減速螺旋升降器系統(tǒng)(9-2)、螺桿(9-3)、荷載加載平臺(9-4)以及位于螺桿(9-3)端部的六角螺絲(9-5);電機(9-1)固定在減速螺旋升降器系統(tǒng)(9-2)上，減速螺旋升降器系統(tǒng)(9-2)固定在荷載加載平臺(9-4)上，荷載加載平臺(9-4)通過螺栓與反力梁(10)固定;傳力桿系統(tǒng)(5)包括軸力計(6)和傳力筒(7);軸力計(6)下端與管道裝置(4)連接在一起;所述的傳力筒(7)包括傳力筒內(nèi)六角螺栓(7-1)、中空傳力筒(7-2)和傳力筒連接桿(7-3);中空傳力筒(7-2)通過內(nèi)六角螺栓(7-1)與軸力計(6)連接，通過連接桿(7-3)與管道拉拔力加載系統(tǒng)(9)固定，中空傳力筒(7-2)和傳力筒內(nèi)六角螺栓(7-1)互不接觸;位移測試裝置(8)包括激光位移傳感器(8-1)和激光接受片(8-2);激光位移傳感器(8-1)與荷載加載平臺(9-4)剛性連接，激光接受片(8-2)安裝于軸力計(6)上方。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力條件下管道抗隆起性能測試裝置，其特征在于，所述的管道傳力環(huán)(4-2)內(nèi)徑比模型管道(4-1)外徑大1_，管道傳力環(huán)(4-2)頂部開有直徑1mm螺孔，管道拉桿(4-3)通過該螺孔與管道傳力環(huán)(4-2)機械連接，管道拉桿(4-3)直徑10_。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力條件下管道抗隆起性能測試裝置，其特征在于，所述的電機(9-1)與減速螺旋升降器系統(tǒng)(9-2)通過螺絲固定;荷載加載平臺(9-4)四角處開有孔洞，通過4個直徑為12_的螺栓與反力梁(10)固定。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力條件下管道抗隆起性能測試裝置，其特征在于，所述反力梁(10)由兩根長70cm、截面尺寸為4cmX6cm的方鋼組成，方鋼兩端相應位置處開有螺孔，通過4個直徑為12_的螺栓與模型箱(2)固定。
【專利摘要】本實用新型公開了一種超重力條件下埋地管道隆起時土體抗力性能測試裝置，屬于管道隆起離心試驗技術(shù)領域。該裝置包括離心機、模型箱、地基土體、管道裝置、傳力桿系統(tǒng)、位移測試裝置、管道拉拔力加載系統(tǒng)以及反力梁。模型箱安裝于離心機吊籃內(nèi)，管道裝置埋設模型箱地基土體內(nèi)。傳力桿系統(tǒng)包括軸力計和傳力筒。位移測試裝置包括激光位移傳感器和激光接受片，與荷載加載平臺剛性連接。管道拉拔力加載系統(tǒng)包括電機、減速螺旋升降器系統(tǒng)、螺桿、荷載加載平臺以及位于螺桿端部的六角螺絲。荷載加載平臺通過螺栓與反力梁固定。所述反力梁通過螺栓與模型箱固定。本實用新型裝置構(gòu)造較簡單，適用性廣，便于推廣，解決了離心加速階段管土位移協(xié)調(diào)問題。
【IPC分類】G01N3/08
【公開號】CN205209883
【申請?zhí)枴緾N201520891976
【發(fā)明人】劉婧雯, 黃博, 廖凱龍, 凌道盛, 劉輝, 李琪群
【申請人】浙江大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年11月10日