[发明专利]一种履带-土壤多轴动载荷加载试验台

权利要求书

1.一种履带-土壤多轴动载荷加载试验台，包括土壤(1)、土槽(2)和机架(9)，所述机架(9)为立方体框架结构，所述土壤(1)放入所述土槽(2)中后置于所述机架(9)内，其特征在于，所述履带-土壤多轴动载荷加载试验台还包括剪切载荷加载装置(3)、挤压载荷加载装置(4)、扭转载荷加载装置(5)、载荷传递装置(6)、传感器、多功能I/O板卡(10)和计算机(11)，所述剪切载荷加载装置(3)包括第一电动推杆(301)、第一滑轨(302)、第二滑轨(303)和第一滑动座(304)，第一滑轨(302)两端、第二滑轨(303)两端分别固接于机架(9)上并位于所述土槽(2)上方，所述第一电动推杆(301)一端安装于机架(9)上，另一端与第一滑动座(304)一侧固定，所述第一滑动座(304)前后端分别穿过第一滑轨(302)、第二滑轨(303)，在第一电动推杆(301)推动下，所述第一滑动座(304)可沿第一滑轨(302)、第二滑轨(303)作水平运动，通过依次挤压载荷加载装置(4)、扭转载荷加载装置(5)、载荷传递装置(6)向土壤施加水平方向的剪切载荷，所述挤压载荷加载装置(4)包括第二电动推杆(401)、第三滑轨(402)、第四滑轨(403)、第二滑动座(404)、上支撑板(405)和下支撑板(406)，第一滑动座(304)、第二滑动座(404)、上支撑板(405)和下支撑板(406)均互相平行，第三滑轨(402)、第四滑轨(403)上端分别固接于所述第一滑动座(304)下表面，下端依次穿过上支撑板(405)、第二滑动座(404)后和下支撑板(406)固接，所述第二电动推杆(401)上端固定于第一滑动座(304)上与第一电动推杆(301)位置相对的另一侧，中下端分别与上支撑板(405)、第二滑动座(404)固定，在第二电动推杆(401)推动下，第二滑动座(404)可沿第三滑轨(402)、第四滑轨(403)垂直运动，通过扭转载荷加载装置(5)、载荷传递装置(6)向土壤施加垂直方向的挤压载荷，所述扭转载荷加载装置(5)包括步进电机(501)、变速箱(502)，所述变速箱(502)安装于所述第二滑动座(404)上位于所述第二电动推杆(401)一侧，所述载荷传递装置(6)包括传动轴(601)、第三滑动板(602)和履带板(603)，所述传动轴(601)上端穿过所述第二滑动座(404)和所述变速箱(502)输出端联接，下端和第三滑动板(602)上端固接，所述履带板(603)与所述第三滑动板(602)下端固接后，与所述土壤(1)接触，所述步进电机(501)与所述变速箱(502)输入端连接，通过所述传动轴(601)带动载荷传递装置(6)旋转，向土壤(1)施加扭转载荷，所述传感器包括扭矩传感器(701)、三轴力传感器(702)、第一薄膜式压力分布传感器(703)、第二薄膜式压力分布传感器(704)、第一光栅位移传感器(705)、第二光栅位移传感器(706)、第三光栅位移传感器(707)、第四光栅位移传感器(708)，所述扭矩传感器(701)安装于传动轴(601)上端，用于检测扭矩输出，三轴力传感器(702)安装于所述传动轴(601)下端与第三滑动板(602)之间，检测垂直、水平方向的挤压、剪切载荷，第一薄膜式压力分布传感器(703)，水平放置于土壤(1)中，用于检测土壤(1)内部垂直方向压力分布，第二薄膜式压力分布传感器(704)，垂直放置于土壤(1)中，用于检测土壤(1)内部水平方向压力分布，第一光栅位移传感器(705)、第二光栅位移传感器(706)、第三光栅位移传感器(707)、第四光栅位移传感器(708)均安装于土槽(2)内壁上，其中第一光栅位移传感器(705)、第二光栅位移传感器(706)对称水平布置，用于检测履带板(603)整体在水平面的位移，第三光栅位移传感器(707)、第四光栅位移传感器(708)对称纵向布置，用于检测履带板(603)整体在纵向面的位移，多功能I/O板卡(10)分别与所述传感器、第一电动推杆(301)、第二电动推杆(401)、步进电机(501)、计算机(11)连接，采集第一电动推杆(301)位移量、第二电动推杆(401)位移量、步进电机(501)电机轴旋转角度，并将信号数据传输给计算机(11)，接收计算机(11)控制指令，控制第一电动推杆(301)伸缩、第二电动推杆(401)伸缩和步进电机(501)转动。