[发明专利]一种可缩钢拱架非对称加载模拟试验方法及装置

说明书

本发明公开了一种可缩钢拱架非对称加载模拟试验方法，包括以下步骤：S1试验准备：组装可缩钢拱架并固定在实验台上，安装为可缩钢拱架施加载荷力的加载油缸；S2预加载：调节各加载油缸，使得其同时施加压力作用在可缩钢拱架上，直至压力稳定；S3参数设置：当预加载的压力均稳定时，设置加载油缸的载荷、位移、加载速率以及加载方式；S4试验过程：按照设置好的参数，各加载油缸同时对可缩钢拱架施加压力，记录并保存试验数据，达到加载试验结束要求时，停止加载。本发明还公开了可缩钢拱架非对称加载模拟试验装置。本发明提供的试验方法，操作方便，可靠性强，成本低，又能达到很好的模拟效果，能够很好地测试可缩钢拱架的力学性能。

技术领域

本发明属于公路隧道、铁路隧道等地下工程技术领域，具体涉及一种可缩钢拱架非对称加载模拟试验方法及装置。

背景技术

通常对钢拱架进行整架试验时，加载方式有对称加载和非对称加载两种类型，其中对称加载主要包括均布载荷、顶压大侧压小、侧压大顶压小等受载情况，非对称加载主要包括一侧压力大一侧压力小的受载情况。而对于可缩钢拱架的加载试验，试验主要研究工字钢可缩拱架在非对称受力条件下的变形破坏特征，即钢架在一侧压力小一侧压力大的荷载条件下的变形破坏特性，这样就可以根据钢架加载的方向和大小两个因素来模拟不同位置不同等级的非对称大变形现象，比如拱顶下沉，边墙收敛，拱低底鼓等。但是，目前的非对称加载试验方法，操作复杂，成本高，可靠性低，不能有效地模拟测试可缩钢拱架的力学性能。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种可缩钢拱架非对称加载模拟试验方法及装置。

本发明所采用的技术方案为：一种可缩钢拱架非对称加载模拟试验方法，包括以下步骤：

S1、试验准备：

组装可缩钢拱架，将组装的可缩钢拱架固定在实验台上，并在实验台上安装为可缩钢拱架施加载荷力的多个加载油缸，在每一加载油缸上均安装用于测试加载油缸施加的压力大小的载荷传感器和用于测试加载油缸的传力杆位移的位移传感器；其中，可缩钢拱架包括拱形段和对称地位于拱形段两端的可缩段；

S2、预加载：

调节各加载油缸，使得各加载油缸的传力杆与可缩钢拱架接触，继续调节各加载油缸，使得各加载油缸同时施加压力作用在可缩钢拱架上，直至压力稳定在预压值；

S3、参数设置：

当各加载油缸施加的压力均稳定在预压值时，调节可缩段的承受力，并设置加载油缸的载荷、位移、加载速率以及加载方式；

S4、试验过程：

按照设置好的参数，各加载油缸同时对可缩钢拱架施加压力，记录并保存各载荷传感器和位移传感器测试的数据，达到加载试验结束要求时，停止加载。

可选地，步骤S1试验准备具体包括以下过程：

S11、组装可缩钢拱架，并在可缩钢拱架上选择一系列加载点，并为每一加载点做好标识；

S12、将组装的可缩钢拱架固定在实验台上，在实验台上安装与一系列加载点一一对应的多个加载油缸，使得多个加载油缸与可缩钢拱架在同一竖直平面，且加载油缸的传力杆与对应的加载点处的切线垂直；

S13、在每一加载油缸上均安装用于测试加载油缸施加的压力大小的载荷传感器和用于测试传力杆位移的位移传感器。

可选地，步骤S11还包括以下过程：在每一所述的加载点处均安装一传力块，传力块为与加载点处弧度相同的弧形状。

可选地，步骤S3中加载方式为：各加载油缸同步对可缩钢拱架进行加载，每个加载油缸的作用力均从预压值开始按预设的加载速率匀速增加。