[发明专利]一种对筒仓结构内壁施加均布面荷载的试验装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种对筒仓结构内壁施加均布面荷载的试验装置，尤其能对筒壁施加超过承载能力极限荷载的试验装置。

背景技术

目前，在对大型筒仓施加面荷载时，现有试验装置通常是在筒壁内装满水，然后在水上部用一大的活塞盖加压，但该方法对于直径超过10米的筒仓很难实现；或者在筒壁内填充干砂，再在干砂上堆加块状外荷载，使筒壁的荷载加大，适用挡土墙的理论，但当干砂堆积高度超过5米时，干砂密实程度增加，挡土墙的理论失效，不能达到试验的要求；或者在内壁填充一个气囊，在气囊内施加高压气体来填充气囊，气囊随着压力的增大，气囊很易破碎，对于直径超过10米的筒仓不能实现。这些试验装置对于小型的筒仓施加一定的荷载可能能达到效果，但对于超过10米的大型筒仓内壁施加面荷载就不能实现。因此，探索一种新的试验方法已经成为急需。

发明内容

为了克服现有的试验方法试验经费高，和不能提供较大的面荷载的不足，本发明专利提供一种新的试验装置，该装置不仅能解决降低试验经费，而且能提供施加超过筒壁承载能力极限荷载，方法操作简单，试验成功率100％，为大型筒仓试验研究提供一种可靠的试验装置。

本发明所采用的技术方案是：一种对筒仓结构内壁施加均布面荷载的试验装置，包括试验筒、内筒、传感器和数据采集系统，其特征在于：内筒位于试验筒内部且同心，试验筒内壁和内筒外壁相距不少于150mm，内筒高度和试验筒高度相同；试验筒的外壁埋设传感器；内筒的外壁上埋设传感器，试验筒内壁和内筒外壁之间填充由静态破碎剂、水泥和水搅拌成的混合物，数据采集系统用于采集传感器传来的数据。

本发明的特征在于采用工程上常用的静态破碎剂的威力来对外筒施加荷载，但由于炸药反应速度较快，不便于我们观察数据，我们经过反复试验，得出在静态破碎剂中施加水泥能缓解反映速度，这样持续读数的时间可以超过24小时，该种方法的使用能大大减少试验投入，同时取得满意的试验效果。

本发明的特征还在于在试验筒内壁和内筒外壁填充的静态破碎剂混合物要求快速、均匀填充，而且要求填充密实，填充时间不宜超过15分钟。

本发明的特征还在于试验筒的直径大于10米，高度大于4米，这样更加能发挥本试验装置的优势。

本发明的特征还在于在内筒的外筒壁的压力盒沿周长均匀设置，且不少于8个，把内筒壁的压力盒的引线接到内筒中心的数据采集仪，这样试验结果更加接近实际情况，且数据收集方便快捷。

本发明的特征还在于在外筒的外筒壁的传感器沿周长均匀设置，按两边对称布设，采用两台数据采集系统同时进行采集，这样传感器引线较短，误差小。

本发明的特征还在于内外数据采集系统要求同时采集。

本发明的有益效果是，试验施加的荷载大，同时试验的进程持续，内外筒的数据可靠，同时试验投入小，能适用更大型的筒仓。

附图说明

图1是试验装置平面布置图。

图2是图1的I--I剖视图。

1.试验筒，2.内筒，3.静态破碎剂、水泥、水拌合物，4.试验筒传感器，5.内筒传感器，6.传感器引线，7.数据采集系统。

具体实施方式

实施例1：在河南某场地上按试验要求建设一个10米直径的无粘结预应力混凝土的试验筒1，试验筒高度4米，按试验设计要求在试验筒外壁埋设64个的应变片4，同时通过传感器引线6引接到数据采集系统7，所有传感器和传感器引线做好充分的保护；在试验筒内侧按试验要求建设一个大直径的内筒2，内筒2高度和试验筒1高度相同，试验筒1内壁和内筒2外壁间距150mm，按试验要求在内筒2外壁埋设好8个压力盒，同时通过传感器引线6引接到数据采集系统7，所有传感器和传感器引线做好充分的保护，待内筒强度达到要求后，再在试验筒1和内筒2之间填充静态破碎剂、水泥、水拌合物3，拌合物3按1∶1∶0.8比例的拌制，拌制拌合物时要求拌合物搅拌均匀，拌合时间在10分中内，拌好后的拌合物用砂浆泵泵送填充到试验筒1内壁和内筒2的缝隙内，泵送填充时间在15分钟内完成，填充密实后三台数据采集仪同时采集传感器传来的应变数据和压力数据，一直到试验筒破坏，该时间段能持续24小时以上。

拌合物填充后，经过5分钟，内筒压力盒均值在-1500N/mm²，无粘结预应力钢绞线上的应变片的拉力均值在1000N/mm²，试验筒1上的混凝土的应变片的拉力均值在-10N/mm²经过30分钟，内筒压力盒均值在1100N/mm²，无粘结预应力钢绞线上的应变片的拉力均值在1100N/mm²，试验筒1上的混凝土的应变片的拉力均值在-5N/mm²，经过60分钟，内筒压力盒均值在-1200N/mm²，无粘结预应力钢绞线上的应变片的拉力均值在1100N/mm²，试验筒1上的混凝土的应变片的拉力均值在-9mm²经过20分钟，经过90分钟，内筒压力盒均值在-1300N/mm²，无粘结预应力钢绞线上的应变片的拉力均值在1000N/mm²，试验筒1上的混凝土的应变片的拉力均值在-13N/mm²，经过118分钟，无粘结预应力混凝土筒仓在筒壁压力均值在-937.2N/mm²的情况下，无粘结预应力钢绞线上的应变片的拉力均值在1000N/mm²，试验筒1上的混凝土的应变片的拉力均值在-14N/mm²，筒壁外侧混凝土破坏，筒壁外侧钢绞线接近破坏，试验成功。