[发明专利]一种山岭隧道荷载试验加载装置

说明书

本发明属于隧道监测设备技术领域，特别涉及一种山岭隧道载荷试验加载装置；包括拱形结构、光纤光栅传感器、位移传感器、数据连接线、光纤光栅数据采集仪、反力地槽、反力钢板、连接柱、穿心千斤顶、柱式拉力传感器、荷载数据传输线和荷载输出仪；通过结构的改进，实现一个装置多种荷载工况的施加，能够解决现有实验加载方案中非对称荷载施加的难题；本发明涉及的山岭隧道荷载试验加载装置结构由混凝土、弹性塑料和钢材构成，成本低廉；施加不同的荷载工况，只需改变荷载输出仪荷载数值大小来实现，操作简单。

技术领域

本发明属于隧道监测设备技术领域，特别涉及一种山岭隧道荷载试验加载装置。

背景技术

我国地形以山地为主，所以修建的公路隧道绝大多数为山岭隧道。隧道在山体荷载作用及隧道本身混凝土的蠕变及劣化等原因，会导致隧道无法健康运营、交通不畅及生命财产受到威胁，所以需要对其进行健康监测。山岭隧道的主要结构形式为初期支护和二次衬砌，由于初期支护先行施工，在隧道基本成型时，已被二次衬砌结构覆盖而无法进行监测，只能通过后期浇筑的二次衬砌的破坏情况来反向判定隧道结构的病害程度，因此对山岭隧道中对二次衬砌研究就显得尤为必要。目前，对二次衬砌破坏研究主要着眼于拱形结构。在实验中拱形结构施加荷载形式，常采用土体压实堆载以及水箱加载来模拟均布面荷载、采用千斤顶加载模拟集中荷载。但岩体结构过于复杂性，除了常见的均布面荷载、集中荷载等对称荷载以外，还可能存在非对称荷载，利用目前实验室加载装置来模拟设备成本较高，且单个加载装置也很难实现多种荷载形式的施加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够实现多种荷载形式施加的山岭隧道荷载试验加载装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种山岭隧道荷载试验加载装置，包括拱形结构、光纤光栅传感器、位移传感器、数据连接线、光纤光栅数据采集仪、反力地槽、反力钢板、连接柱、穿心千斤顶、柱式拉力传感器、荷载数据传输线和荷载输出仪；

所述反力地槽连接于地面，所述拱形结构的两端固定于反力地槽，所述光纤光栅传感器设置在拱形结构的内沿，所述光纤光栅传感器通过数据连接线与光纤光栅数据采集仪电连接，所述位移传感器设置在拱形结构的内沿，所述拱形结构的外沿的法向连接有多个穿心千斤顶；

所述反力钢板的数量与穿心千斤顶数量相同，所述连接柱的一端垂直连接于反力钢板，另一端穿设于穿心千斤顶，多块反力钢板之间依次相连接形成拱形；所述穿心千金顶的上端连接有柱式拉力传感器，所述荷载数据传输线一端连接于穿心千斤顶，另一端连接于荷载输出仪。

本发明的有益效果在于：本发明提供的山岭隧道荷载试验加载装置结构中，与现有技术相比，该拱形结构荷载试验加载装置能够实现一个装置多种荷载工况的施加，能够解决现有实验加载方案中非对称荷载施加的难题；本发明涉及的山岭隧道荷载试验加载装置结构由混凝土、弹性塑料和钢材构成，成本低廉；施加不同的荷载工况，只需改变荷载输出仪荷载数值大小来实现，操作简单。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的一种山岭隧道荷载试验加载装置的结构示意图；

图2为本发明具体实施方式的一种山岭隧道荷载试验加载装置的局部结构示意图；

图3为本发明具体实施方式的一种山岭隧道荷载试验加载装置的局部结构示意图；

图4为本发明具体实施方式的一种山岭隧道荷载试验加载装置的局部结构示意图；

图5为本发明具体实施方式的一种山岭隧道荷载试验加载装置的加载垫板结构示意图；

标号说明：

1、拱形结构；2、矩形底座；3、光纤光栅传感器；4、位移传感器；5、反力地槽；6、螺杆；7、螺栓；8、数据连接线；9、光纤光栅数据采集仪；