[发明专利]可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置及方法

权利要求书

1.可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，包括：

反力架，其为多个且均为方形框架结构，多个反力架竖直且相互平行间隔设置，多个反力架下端沿长度方向的两侧通过工字钢连接为一体式结构；

模型箱，其为上表面开口的方体结构，所述模型箱内填满试验土体材料，且所述模型箱的上表面开口配合有水平预压钢板，所述模型箱位于多个反力架之间且模型箱宽度方向的两侧均凸出于多个反力架宽度方向的两侧外；

千斤顶，其为多个，且多个千斤顶上端均顶住反力架、下端在预压钢板上均匀分布；

所述反力架下框架上表面向下凹陷有一对缺口，多个反力架的一对缺口均一一对应，还包括一对钢轨和多个枕轨，一对钢轨恰好配合位于多个反力架的一对缺口内且一对钢轨的两端均凸出于反力架宽度方向的两侧外不小于一个模型箱的宽度，一对钢轨凸出于反力架外的部分下底面均固定有多个枕轨，枕轨下底面与反力架下底面平齐；

所述模型箱的长宽高均为1.5m～3m，所述模型箱宽度方向两侧均凸出于反力架宽度方向的两侧外8～15cm；

所述反力架为3个，且两侧反力架比模型箱高20～40cm，中间反力架比模型箱高40～60cm，多个千斤顶上端顶于两侧的两个反力架上；

所述模型箱宽度方向的两侧面上均设置有吊耳。

2.如权利要求1所述的可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，所述反力架下框架与所述模型箱底面之间设置有润滑层。

3.如权利要求1所述的可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，中间反力架的下框架上表面向下凹陷设置有一对凹槽，一对凹槽位于一对缺口之间，其中一侧的反力架的下框架上表面向下凹陷有一对豁口，一对豁口与一对凹槽相对应，还包括辅助定位机构，其包括：

一对定位柱，其竖直固定于一对凹槽中，且定位柱上端凸出于所述反力架的下框架外，所述模型箱下底面向内凹陷形成有沿其宽度方向的一对滑槽，一对定位柱上端凸出的部分恰好可配合于一对滑槽中并可沿滑槽滑动，所述定位柱内部具有上表面开口的中空腔体，所述中空腔体中配合有卡合柱，所述卡合柱下端连接有弹性部件上端，一对滑槽中部继续向内凹陷形成有一对卡槽，一对卡合柱上部恰好可配合于一对卡槽中；

一对辅助杆，其分别对应于一对定位柱，所述辅助杆一端穿过定位柱侧壁位于定位柱中空腔体内且辅助杆上表面紧抵弹性部件下端，所述辅助杆位于定位柱侧壁处的部分与定位柱侧壁铰接，一对辅助杆转动为水平时可恰好配合于一对豁口中不凸出于反力架下框架外，所述辅助杆的高度等于所述钢轨的高度，一对辅助杆的另一端通过支撑架活动支撑为可远离反力架向上倾斜。

4.如权利要求3所述的可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置，其特征在于，所述辅助杆包括第一撑杆和第二撑杆，所述第一撑杆的长度小于所述模型箱的宽度，所述第一撑杆一端穿过定位柱侧壁位于定位柱中空腔体内、另一端具有弹性凸起，所述第二撑杆一端具有恰好容纳弹性凸起的凹孔、另一端通过支撑架活动支撑，所述第一撑杆下端固定铰接有竖直的螺杆，所述螺杆配合于具有内螺纹的第一套筒内，所述第一套筒具有外螺纹并配合于具有内螺纹的第二套筒内，所述第二套筒固定于地面上。

5.利用如权利要求1所述的可重复利用能施加预压荷载的载荷板模型试验装置进行试验的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：按照设计的尺寸要求加工好模型箱，并在模型箱两侧加工吊耳；

S2：按照模型箱的尺寸并结合载荷板模型试验装置的高度加工好多个反力架，并将多个反力架下端通过工字钢连接起来；

S3：根据钢轨的高度，将反力架下框架上钢轨待放置位置处向下切割形成与一对钢轨恰好相配合的一对缺口；

S4：将一对钢轨放于一对缺口内，并在外侧的钢轨下方放置多个枕轨，钢轨不平处在钢轨与枕轨间放置一定数目的垫块，使得钢轨整体为水平；

S5：将模型箱放置在轨枕外侧，并在模型箱内填筑需要进行模型试验的试验土体材料，然后在模型箱上表面开口处放置预压钢板；

S6：通过手拉葫芦连接模型箱两侧吊耳及枕轨，并通过手拉葫芦将模型箱移动到反力架内的设定位置；

S7：在反力架与预压钢板之间均匀分布放置多个千斤顶，按要求进行预压荷载，当预压荷载满足设计要求后，撤掉预压荷载开始载荷板试验。