[发明专利]利用环形跑道监测加筋土沉降变形的室内模型

说明书

本发明公开了一种利用环形跑道监测加筋土沉降变形的室内模型，属于岩土工程与地质工程试验技术领域；包括模型箱，加筋土，小车系统，测量系统和图像拍摄装置；模型箱为环形箱体，环形箱体水平平行两边的外侧为透明体，所述加筋土位于模型箱内；加筋土的表面设置有环形跑道；小车系统位于环形跑道上运行，测量系统包括应变计、土压力盒和计算机；土压力盒成对竖向分布在加筋材料的上下两侧，每层加筋材料上均水平设置应变计；应变计和土压力盒通过附加在其上的传感器将数据传送至计算机进行处理；本发明利用了环形跑道使小车在上保持匀速运动，模拟循环往复运动，可以加快效率，有效模拟实际交通状况。

技术领域

本发明属于岩土工程与地质工程试验技术领域，具体涉及一种利用环形跑道监测加筋土沉降变形的室内模型。

背景技术

土体拥有较高的抗压强度，而抗拉强度较差。将一定量的筋材掺入土体中，可以不同程度的改善土体的强度和变形特征，此种技术称为加筋土技术。加筋土技术也逐渐应用到各种路基路面中。随着载货汽车和私家车的不断增多，导致路基承受的负荷越来越多，直接导致路基的损坏和路面的早期破坏。因此，有必要通过模拟交通荷载来监测不同路面路基加筋土的沉降变形。

现有的交通荷载采用的设备多为单轴定点的竖向加载，但实际的路面往往经历的都是车辆的水平反复运动，单轴定点的竖向加载设备无法准确监测出车辆对路面的影响；其次，现有的模型试验多为小比例尺寸模型，受到材料相似度和动力加载模型的影响，实验结构与实际工况有较大的差别。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种利用环形跑道监测加筋土沉降变形的室内模型，利用环形跑道让小车进行循环往复的运动，并可进行不同的加载来模拟现实中的交通荷载，来获得加筋材料的应变变形和路基路面的疲劳损伤。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

利用环形跑道监测加筋土沉降变形的室内模型，包括模型箱，加筋土，小车系统，测量系统和图像拍摄装置。

所述模型箱为环形箱体，环形箱体水平平行两边的外侧为透明体，透明体上设置有刻度；所述加筋土为加入了一层或者多层加筋材料的填土，加筋土位于模型箱内；加筋土的表面设置有环形跑道。

所述小车系统位于环形跑道上运行，小车系统上配重有重量块。

所述测量系统包括应变计、土压力盒和计算机；土压力盒成对竖向分布在加筋材料的上下两侧，每层加筋材料上均水平设置应变计；应变计和土压力盒通过附加在其上的传感器将数据传送至计算机进行处理；

所述图像拍摄装置正对模型箱的水平边。

优选的，所述模型箱的两水平边分别加入不同材质的加筋材料以模拟不同的路面进行试验。

优选的，所述小车系统上安装有车载传感器和速度传感器，车载传感器和速度传感器将信号传输给计算机，通过计算机控制小车系统在环形跑道上的自主运动和速度。

优选的，小车系统上安装有循环装置，通过计算机控制小车系统的循环次数。

进一步的，所述环形跑道安装有定位杆，小车系统上设置有激光发射单元，所述激光发射单元用于扫射定位杆，以记录小车系统的循环次数。

进一步的，所述模型箱的材质为钢化玻璃。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

1、本发明中利用了环形跑道，可以使小车在上保持匀速运动，更形象的模拟现实中的循环往复运动，可以加快效率，有效模拟实际交通状况。

2、本发明中的小车系统，可以在电脑上输入控制速度和循环次数来使小车完成往复循环运动，并可以在小车上放置不同重量的配重块来实现不同加载，操作方便快捷。

3、本发明中的模型箱，可以同时加入不同的加筋材料或者模拟不同的路面进行平行实验，大大节省了时间，提高了效率。