[发明专利]超深开挖离心模型试验模拟设备及其测试方法

权利要求书

1. 一种超深开挖离心模型试验模拟设备，本设备由两部分组成；开挖驱动部分和开挖模型部分，其特征在于，所述开挖驱动部分的结构是，模型箱的顶部固定有支撑板，该支撑板上固定有：由大功率单相电机通过减速机驱动的升降电机和线性轴承；所述开挖模型部分的结构是：所述导向杆穿过线性轴承并可在线性轴承内竖向自由移动；所述导向杆上端安装有提升横梁；该提升横梁的下面固定有载荷传感器；所述导向杆下端固定有提升模型。

2. 根据权利要求1所述的超深开挖离心模型试验模拟设备，其特征在于，所述的提升模型设有多种形状与规格；每种形状与规格与实验中需要挖除的土体采用符合开挖形状的提升模型相对应。

3. 根据权利要求2所述的超深开挖离心模型试验模拟设备，其特征在于，所述多种形状与规格的提升模型是指：渠道开挖模型、基坑开挖模型或道路边坡开挖模型。

4. 根据权利要求1所述的超深开挖离心模型试验模拟设备，其特征在于，所述的提升模型设计为一个容器，该提升模型容器内能够增减配重。

5. 根据权利要求1所述的超深开挖离心模型试验模拟设备，其特征在于，所述的提升模型与导向杆下端采用螺纹连接。

6. 根据权利要求1所述的超深开挖离心模型试验模拟设备，其特征在于，所述的线性轴承中间开孔。

7. 根据权利要求1-6之一所述的超深开挖离心模型试验模拟设备，其特征在于，所述的导向杆上端与提升横梁通过锁紧螺母相固定。

8. 使用权利要求1所述的超深开挖离心模型试验模拟设备的测试方法，其特征在于，步骤如下，

⑴.首先确定需要挖除土体的开挖形状与开挖质量；

⑵.将符合上述土体开挖形状的提升模型安装固定到导向杆下端；

⑶.在该提升模型内增减铁砂、砝码等配重，以调整提升模型的质量，从而模拟需要的开挖质量；

⑷.将以上设备置于离心机高重力场下；

⑸.接通电源，启动大功率单相电机，通过减速机驱动升降电机；

⑹.升降电机向上顶起的提升横梁；

⑺.提升横梁被顶起时，将通过导向杆带动提升模型一同被顶起，离开土体；

⑻.完成上述步骤时，提升横梁下面的荷载传感器输出测试数据；

⑼. 记录上述荷载传感器输出测试数据，并对该数据进行分析，即完成开挖卸荷模拟。

9. 根据权利要求8所述的超深开挖离心模型试验模拟设备的测试方法，其特征在于，增加或替换有以下步骤：

⑽. 通过控制直流电机反转、配置相应形状和质量的提升模型，实现不同型式的高填方填筑工程离心模型试验模拟。