[发明专利]管片加载试验装置及方法

权利要求书

1.一种管片加载试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供加载油缸，利用所述加载油缸对试验管片的外表面施加垂直于试验管片表面的加载力，并实时检测所述加载力；

依据设定压力调节所述加载力以使得所述加载力趋近于所述设定压力；

测量所述加载油缸与所述试验管片外表面间的距离得到距离数据；

在所述试验管片发生变形时，根据所测得的距离数据计算出变形量，并依据所述变形量计算出所述试验管片在设定埋深处的被动土压力值；

依据所述被动土压力值调整所述加载力以使得所述加载力趋近于所述被动土压力值；

在依据所述被动土压力值调整所述加载力的过程中，随着所述加载力的调整所述试验管片的变形发生变化，根据所述试验管片新的变形量重新计算新的被动土压力值，再依据所述新的被动土压力值调整所述加载力，重复上述步骤实现被动土压力值和加载力的动态调整，直至所述试验管片变形完成达到稳定状态。

2.如权利要求1所述的管片加载试验方法，其特征在于，测量所述加载油缸与所述试验管片外表面间的距离时，以设定时间间隔进行测量。

3.如权利要求1所述的管片加载试验方法，其特征在于，依据所述被动土压力值调整所述加载力，包括：

比较所述被动土压力值与所述加载力的大小并得到比较结果，根据所述比较结果调整所述加载油缸输出的加载力。

4.如权利要求1所述的管片加载试验方法，其特征在于，在所述试验管片发生变形时，根据所测得的距离数据计算出变形量，并依据所述变形量计算出所述试验管片在设定埋深处的被动土压力值，包括：

当所述试验管片与所述加载油缸间距离变小时，依据当前的距离数据与原距离数据的差值计算得到变形量；

依据所述变形量与设定埋深处的土压力系数的乘积计算得到被动土压力值。

5.一种管片加载试验装置，其特征在于，包括：

加载油缸，用于对试验管片的外表面施加垂直于试验管片表面的加载力；

安装于加载油缸上的压力传感器，用于实时检测所述加载油缸的加载力；

与所述加载油缸和所述压力传感器连接的控制单元，用于依据设定压力调节所述加载力以使得所述加载力趋近于所述设定压力；

安装于所述加载油缸上的位移传感器，用于测量所述加载油缸与所述试验管片外表面间的距离得到距离数据；

与所述位移传感器和所述控制单元连接的计算单元，用于在试验管片发生变形时计算得到变形量，并依据所述变形量计算出所述试验管片在设定埋深处的被动土压力值，将所得到的被动土压力值发送给控制单元；

其中的所述控制单元依据所述被动土压力值调整所述加载力以使得所述加载力趋近于所述被动土压力值；

所述控制单元调整所述加载力的过程中，随着所述加载力的调整所述试验管片的变形发生变化，在所述试验管片的变形变化过程中，所述计算单元根据所述位移传感器测量的新的距离数据重新计算得出新的被动土压力值，并将所述新的被动土压力值发送给控制单元，所述控制单元依据所述新的被动土压力值调整所述加载力，如此往复来实现被动土压力值和加载力的动态调整，直至所述试验管片变形完成达到稳定状态。

6.如权利要求5所述的管片加载试验装置，其特征在于，所述位移传感器以设定时间间隔测量所述加载油缸与所述试验管片外表面间的距离。

7.如权利要求5所述的管片加载试验装置，其特征在于，所述控制单元包括比较模块和处理模块；

所述比较模块比较所述被动压力值与所述加载力的大小得到比较结果；

所述处理模块与所述比较模块连接，用于根据所述比较结果调整所述加载油缸输出的加载力。

8.如权利要求5所述的管片加载试验装置，其特征在于，所述计算单元包括变形量计算模块和土压力计算模块；

所述变形量计算模块在所述试验管片与所述加载油缸间距离变小时，计算当前的距离数据与原距离数据的差值得到变形量；

所述土压力计算模块与所述变形量计算模块连接，用于计算所述变形量与设定埋深处的土压力系数的乘积以得到被动土压力值。