[发明专利]离心场中隧道地层损失对桩基础影响模拟系统及模拟方法

摘要

一种离心场中隧道地层损失对桩基础影响模拟系统及模拟方法，模拟系统包括模型箱、隧道模型组件及步进电机；模型箱顶部通过撑板安装有线性滑台，线性滑台上安装有滚珠丝杆、步进电机和行星减速机，滚珠丝杆上套装的螺母滑块的内端固定有立轴安装块，立轴插装在立轴安装块中和撑板内端，缓冲弹簧套装在立轴上部；撑板内端下方安装有位移测量仪，立轴下端依次连接有力传感器、单桩；两步进电机、位移测量仪、力传感器分别与数据采集控制仪连接，数据采集控制仪与控制电脑连接。模拟方法包括土层固结、单桩预先施加应力、群桩基础与隧道地层损失相互作用以及后期数据处理四个阶段。本发明真实模拟隧道开挖土层损失对群桩基础的影响。

主权项

1.一种离心场中隧道地层损失对桩基础影响模拟系统，包括由安装在离心机上的模型箱(1)，模型箱(1)中设有的隧道模型组件(2)以及驱动隧道模型组件(2)工作的第一步进电机(3)构成的离心场中隧道地层损失模拟系统，其特征在于：所述模型箱(1)的顶部水平固定有撑板(4)，撑板(4)的外端固定有侧板(5)，所述侧板(5)的内侧并排垂直安装有一组线性滑台(9)，所述线性滑台(9)上均垂直安装有滚珠丝杆(6)，所述线性滑台(9)的顶端均安装有第二步进电机(7)和行星减速机(8)，所述第二步进电机(7)通过行星减速机(8)驱动滚珠丝杆(6)旋转；所述滚珠丝杆(6)上套装有螺母滑块(10)，通过滚珠丝杆(6)带动螺母滑块(10)沿线性滑台(9)上的直线导轨上下运动；所述螺母滑块(10)的内端固定有立轴安装块(11)，中部带有环形凸台(13)的立轴(12)的上部插装在立轴安装块(11)中，立轴(12)的下部插装在撑板(4)内端设有的直线轴承(14)中，缓冲弹簧(15)套装在立轴(12)的上部，且缓冲弹簧(15)的两端分别抵在环形凸台(13)和立轴安装块(11)上；所述撑板(4)内端的下方安装有位移测量仪(16)，且位移测量仪(16)的下端连接有伸长片(19)；所述立轴(12)的下端固定连接有力传感器(17)，力传感器(17)的下端固定连接有单桩(18)，所述伸长片(19)与单桩(18)顶端的基准面平齐固定连接；所述第一步进电机(3)、第二步进电机(7)、位移测量仪(16)、力传感器(17)分别与数据采集控制仪(20)连接，所述数据采集控制仪(20)与外部控制电脑(21)连接。