專利名稱：模擬試驗臺側向液壓加載系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于隧道工程技術領域，具體涉及一種用于模擬試驗臺的側向 液壓加載裝置。
背景技術：
通過試驗的方法來研究盾構掘進機在地下施工隧道時的特性是一種科 學、有效的方法。國內外相關實驗室及大學設計相應模擬試驗臺來進行特 定工程試驗，如上海隧道工程股份有限公司研制了大型盾構掘進模擬試驗 平臺，進行盾構施工試驗。通過在模擬試驗臺做模擬試驗，如何使模擬試 驗臺中的試驗土充分模擬盾構掘進機施工過程中的實際土層是至關重要 的。為了模擬盾構掘進機在較深的覆土中進行施工，就有必要通過一定的 方法給模擬盾構掘進機周圍的土體施加一定的壓力，從而研究盾構掘進機 在不同地質條件、不同施工深度進行施工時的土體的特性、盾構掘進機的 特性以及機土之間的相互作用關系。
公開了 一種模擬試驗臺嚢袋加載系統(tǒng)。其采用嚢fl加載系統(tǒng)對模擬試-^臺 內土體進行加載，通過水泵將清水經過壓力調節(jié)回路輸送到嚢袋中，壓力 調節(jié)回路分為五支，每支回路依次設置減壓閥、止回閥和蝶閥，每支回路 可以單獨手動設置壓力，并設有壓力傳感器對壓力進行檢測。其土箱為水 平放置的圓柱形，每支回路控制的嚢袋布置在同一個圓形斷面上。嚢袋加
載壓力最大為0.4MPa，通過對土體施加按一定規(guī)律分布的壓力，來模擬盾 構掘進機在地下不同深度施工的情況。該專利中嚢袋加載中嚢袋容易損毀 影響試驗，加載壓力較小，加載壓力只能設置五個不同壓力并且需手動調 節(jié)。其嚢袋布置方式不能模擬出上下不同土層壓力，并且加載系統(tǒng)模擬土 體與實際情況有一定差異。因此，有必要開發(fā)一種新的模擬試驗臺用加載 系統(tǒng)。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現有技術加栽系統(tǒng)中的嚢袋容易損毀、加栽壓力小、加載壓力只有固定幾個壓力，而不能連續(xù)模擬出上下不同土層的壓力，不能真 實地模擬土體的狀況，而提供一種新型的模擬試驗臺側向液壓加載系統(tǒng)。 本發(fā)明的模擬試驗臺側向液壓加載系統(tǒng)作為 一個整體分別放置在兩側
土建側墻內，其包括
一側墻預埋鋼板，用于預埋在澆筑混凝土側墻內； 若干平行且均勻排布的固定桶，其內端固定在所述側墻預埋鋼板上； 若干液壓缸，分別同軸且可伸縮地設置在各固定桶內，其內端與所述 側向預埋鋼板固定連接；
若干加載柱桶，分別同軸地設置在各固定桶內且套于各液壓缸之外， 其外端與所述液壓缸的外端固定連接，在所述液壓缸的驅動下可在所述固 定桶內自由伸縮移動；
一封板，將所述側墻預埋鋼板的頂端和底端與所述固定桶的外端連成 一片整體，用于承載土體對其作用力。
其中，所述液壓缸的內端通過螺栓與所述側向預埋鋼板固定連接。 所述加載柱桶的外端通過螺栓與所述液壓缸的外端固定連接。 所述加載柱桶與所述固定桶之間通過密封圈進行密封。 本發(fā)明的積極進步效果在于本發(fā)明的模擬試驗臺側向液壓加載系統(tǒng) 通過液壓缸在液壓驅動下伸出，帶動加載柱桶伸出，對土體進行擠壓，土 體受到壓縮而壓力上升，從而模擬此處土體壓力；并通過調節(jié)液壓缸驅動 壓力的大小，實現對土體不同壓力的擠壓，來模擬不同土體的壓力；通過 對不同液壓缸設定不同的壓力，可以模擬出各種有規(guī)律的土體壓力，從而 模擬盾構機在地下不同深度、盾構機上下不同土層壓力施工情況。


圖1為本發(fā)明側向液壓加載裝置的部分剖面結構示意圖； 圖2為本發(fā)明側向液壓加載裝置的封板側面結構示意圖； 圖3為本發(fā)明側向液壓加載裝置安裝于混凝土側墻內的部分剖面結構 示意圖；以及
圖4為本發(fā)明側向液壓加載裝置的液壓控制系統(tǒng)原理圖。
具體實施例方式
如圖1~2,為本發(fā)明側向液壓加載裝置結構示意圖，本發(fā)明側向液壓 加載裝置包括一側墻預埋鋼板10，為一基礎結構；
若干固定桶20，如圖2所示本實施例為24只，平4亍且均勻排布，具 有一內端21和一外端22，固定桶20的內端21固定在側墻預埋鋼板10上；
若干液壓缸30,如本實施例為24只，分別設置在相應的固定桶20內， 且與固定桶20同軸，可在固定桶20內伸縮地操作，液壓缸30具有一內端 31和一外端32，液壓缸30的內端31通過螺才全11與側向預埋鋼^反10固定 連接；
若干加載柱桶40，如本實施例為24只，加載柱桶40之間左右間距為 l米，上下間距為1.25米，分別設置在各固定桶20內且套于各液壓缸30 之外，且分別與固定桶20同軸，加載柱桶40具有一外端42,外端42通 過螺栓11與液壓缸30的外端32固定連接，加載柱桶40在液壓缸30的驅 動下可在固定桶20內自由伸縮移動，加載柱桶40與固定桶20之間通過密 封圈23進行密封；
一封板50,將側墻預埋鋼板10的頂端和底端與固定桶20的外端22 連成一片整體，用于承載土體對其作用力。
如圖3所示，于模擬試驗時，將本發(fā)明的側向液壓加載裝置作為一個 整體通過其上的側墻預埋鋼板10于澆筑混凝土側墻80時預埋其內，而且 是在兩側混凝土側墻80內各預埋一臺，與混凝土側墻80緊密貼合。液壓 缸30在液壓的驅動下伸出，從而帶動加載柱桶40伸出，對土體進行沖齊壓， 土體受到壓縮壓力上升，從而模擬此處土體壓力。通過改變液壓缸30內液 壓油的壓力，可以實現對土體不同壓力擠壓，模擬不同土體的壓力。通過 對2臺側向液壓加載裝置的48只液壓缸設定不同壓力，能對土體施加按一 定規(guī)律分布的壓力，可以模擬各種狀況的土體壓力，從而模擬盾構機在地 下不同深度、盾構機上下不同土層壓力施工的情況。
如圖4所示，為液壓控制系統(tǒng)的工作原理圖，其對本發(fā)明側向液壓加 載裝置進行液壓控制。主要包括油箱91、電機92、液壓泵93、電^f茲換 向閥94、溢流閥95、比例溢濟u閥96、三^立四通換向閥97、液壓釭30，兩 位兩通換向閥99、液壓傳感器98。油箱91儲存有液壓油，可分離油液中 的氣體及沉淀污物，液壓泵93經電機92提供動力，從油箱91中吸出并排 出高壓液壓油，后經電i茲換向閥94和溢流閥95加載或卸載液壓油，經過 比例溢流閥96連續(xù)調節(jié)液壓控制系統(tǒng)中的油壓，再經三位四通換向閥97 對液壓油路進^亍切換，最后經連接在液壓釭30大小腔回路上的兩位兩通換 向閥99實現液壓油^各的通斷，/人而控制液壓缸30在固定桶20中的伸縮而對土體施加壓力。液壓傳感器98與液壓缸30大腔連接，可以測量液壓缸
30加載壓力。
權利要求
1.一種模擬試驗臺側向液壓加載系統(tǒng)，其特征在于包括一側墻預埋鋼板，用于預埋在澆筑混凝土側墻內；若干平行且均勻排布的固定桶，其內端固定在所述側墻預埋鋼板上；若干液壓缸，分別同軸且可伸縮地設置在各固定桶內，其內端與所述側向預埋鋼板固定連接；若干加載柱桶，分別同軸地設置在各固定桶內且套于各液壓缸之外，其外端與所述液壓缸的外端固定連接，在所述液壓缸的驅動下可在所述固定桶內自由伸縮移動；一封板，將所述側墻預埋鋼板的頂端和底端與所述固定桶的外端連成一片整體，用于承載土體對其作用力。
2. 如權利要求1所述的模擬試驗臺側向液壓加載系統(tǒng)，其特征在于所述液壓缸的內端通過螺栓與所述側向預埋鋼板固定連接。
3. 如權利要求1所述的模擬試驗臺側向液壓加載系統(tǒng)，其特征在于所述加栽柱桶的外端通過螺栓與所述液壓缸的外端固定連接。
4. 如權利要求1所述的模擬試驗臺側向液壓加載系統(tǒng)，其特征在于所述加載柱桶與所述固定桶之間通過密封圈進行密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種模擬試驗臺側向液壓加載系統(tǒng)，其包括一側墻預埋鋼板，用于預埋在澆筑混凝土側墻內；若干平行均勻排布的固定桶，內端固定在側墻預埋鋼板上；若干液壓缸，分別同軸且可伸縮地設置在各固定桶內，內端與側向預埋鋼板固定連接；若干加載柱桶，分別同軸地設置在各固定桶內且套于各液壓缸之外，外端與液壓缸外端固定連接，在液壓缸的驅動下可在固定桶內自由伸縮移動；一封板，將側墻預埋鋼板的頂端和底端與固定桶的外端連成一片整體。本發(fā)明的側向液壓加載裝置通過液壓缸的驅動帶動加載柱桶對土體進行擠壓，來模擬土體壓力；并可調節(jié)液壓缸的驅動壓力大小，來模擬不同土體的壓力。
文檔編號G01M99/00GK101629872SQ20091005588
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月4日 優(yōu)先權日2009年8月4日
發(fā)明者呂建中, 莊欠偉, 李畢華, 石元奇, 高國躍 申請人:上海盾構設計試驗研究中心有限公司;上海城建(集團)公司;上海隧道工程股份有限公司