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土-結(jié)構(gòu)相互作用模擬試驗(yàn)系統(tǒng)

簡要描述:

土-結(jié)構(gòu)相互作用模擬試驗(yàn)系統(tǒng),主要關(guān)注的是結(jié)構(gòu)物與周圍土體之間的力學(xué)行為,比如樁基、地下結(jié)構(gòu)、擋土墻等。所以需要包括土箱系統(tǒng)、邊界條件模擬、加載系統(tǒng)、傳感器布置、數(shù)據(jù)采集等方面。用戶希望了解如何模擬不同土質(zhì)、如何控制邊界條件以減少反射波的影響,以及如何集成加載和測量系統(tǒng)來準(zhǔn)確捕捉相互作用。

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土-結(jié)構(gòu)相互作用模擬試驗(yàn)系統(tǒng)

土-結(jié)構(gòu)相互作用模擬試驗(yàn)系統(tǒng)

主要關(guān)注的是結(jié)構(gòu)物與周圍土體之間的力學(xué)行為,比如樁基、地下結(jié)構(gòu)、擋土墻等。所以需要包括土箱系統(tǒng)、邊界條件模擬、加載系統(tǒng)、傳感器布置、數(shù)據(jù)采集等方面。用戶希望了解如何模擬不同土質(zhì)、如何控制邊界條件以減少反射波的影響,以及如何集成加載和測量系統(tǒng)來準(zhǔn)確捕捉相互作用。

關(guān)鍵部分:土箱的設(shè)計(jì)(尺寸、材料、可調(diào)節(jié)邊界)、加載系統(tǒng)(靜力和動(dòng)態(tài)加載能力)、傳感器類型和精度、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道數(shù)和采樣率,以及可能的擴(kuò)展功能,比如離心機(jī)集成或數(shù)值模擬接口。同時(shí),安全標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境要求也是必須的,比如抗震設(shè)計(jì)、溫濕度控制等。

1. 系統(tǒng)概述


2.1 土體模型箱系統(tǒng)
參數(shù)項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)
模型箱尺寸3m(長)×2m(寬)×2.5m(高),可定制超大尺寸(如10m×5m×4m)
結(jié)構(gòu)材料高剛度鋼化玻璃側(cè)壁(厚度≥20mm)或可拆卸式鋼板箱體,底部剛性基座
邊界條件模擬- 側(cè)向柔性邊界(氣囊或橡膠膜)
- 剛性邊界(滑動(dòng)/固定約束)
- 透明可視化窗口(觀測土體變形)
分層填筑控制自動(dòng)土體鋪設(shè)裝置,精度±10mm(分層厚度),支持砂土、黏土、碎石等材料
滲流模擬可選配底部/側(cè)向水壓控制系統(tǒng),流量范圍0-100 L/min,水壓精度±1 kPa

2.2 土-結(jié)構(gòu)加載系統(tǒng)
參數(shù)項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)
加載類型靜力加載(豎向/水平)、循環(huán)荷載(頻率0.01-5Hz)、地震波輸入(時(shí)程曲線)
最大加載能力豎向:±2000 kN;水平:±1000 kN(可擴(kuò)展多向復(fù)合加載)
作動(dòng)器行程±200 mm(適應(yīng)土體大變形)
控制模式力控、位移控、應(yīng)變控,支持自定義荷載譜(正弦波、隨機(jī)波、地震波)
界面剪切模擬土-結(jié)構(gòu)接觸面摩擦力測量模塊,分辨率≤0.1 kN/m2

2.3 土體參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)
參數(shù)項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)
土壓力傳感器微型土壓計(jì)(量程0-500 kPa,精度±0.1% FS),埋入式/表面式布置
孔隙水壓傳感器高頻響應(yīng)滲壓計(jì)(量程0-200 kPa,精度±0.5% FS)
位移測量- LVDT位移計(jì)(量程±100 mm,精度±0.01 mm)
- 非接觸式DIC系統(tǒng)(全場應(yīng)變測量,精度≤0.005%)
土體密度監(jiān)測實(shí)時(shí)γ射線密度儀或電容式傳感器(密度范圍1.2-2.5 g/cm3,誤差≤1%)

2.4 數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)
參數(shù)項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)
采集通道64通道同步采集(可擴(kuò)展至256通道),支持應(yīng)變、力、位移、壓力、加速度等信號(hào)
采樣頻率靜態(tài)試驗(yàn):1-100 Hz;動(dòng)態(tài)試驗(yàn):最高10 kHz
軟件功能- 實(shí)時(shí)顯示土-結(jié)構(gòu)荷載傳遞曲線、土體應(yīng)力分布云圖
- 集成數(shù)值模擬接口(如FLAC3D、ABAQUS)
- 自動(dòng)生成試驗(yàn)報(bào)告
同步控制多作動(dòng)器協(xié)調(diào)加載,相位誤差動(dòng)態(tài)試驗(yàn)

3. 擴(kuò)展功能

  • 安全防護(hù):防土體濺射護(hù)罩、緊急停機(jī)按鈕、過載自動(dòng)泄壓閥。

  • 標(biāo)準(zhǔn)兼容:符合ASTM D7380(土-結(jié)構(gòu)界面試驗(yàn))、ISO 23469(地震土-結(jié)構(gòu)分析)等標(biāo)準(zhǔn)。

  • 抗震設(shè)計(jì):系統(tǒng)基礎(chǔ)隔振,抗振頻率≥5 Hz,避免外部振動(dòng)干擾。


5. 安裝與環(huán)境要求

參數(shù)項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)
占地面積標(biāo)準(zhǔn)配置≥8m×6m(含操作空間)
電源380V三相交流,50Hz,功率≥30 kW(含液壓泵站、溫控系統(tǒng))
環(huán)境溫濕度10~35℃,濕度≤70% RH(避免土體含水率波動(dòng))
地面承重≥5 t/m2,水平度誤差≤2 mm/m

6. 典型應(yīng)用場景<ul segoe="" ui",="" roboto,="" "noto="" sans",="" ubuntu,="" cantarell,="" "helvetica="" neue",="" oxygen,="" "open="" sans-serif;="" font-size:="" 16.002px;"="" class=" list-paddingleft-2" style="box-sizing: border-box; margin: calc(var(--ds-md-zoom)*12px)0; padding-top: 0px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px; padding-left: calc(var(--ds-md-zoom)*24px); list-style: none; border: 0px; font-family: "microsoft yahei"; background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(64, 64, 64);">

  • 樁基承載特性:模擬不同土質(zhì)中樁基豎向抗壓/抗拔、水平循環(huán)荷載響應(yīng)

  • 地下結(jié)構(gòu)抗震:隧道襯砌在地震波作用下的土體-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用

  • 擋土墻穩(wěn)定性:分層填筑下墻背土壓力分布與位移監(jiān)測

  • 土體液化分析:飽和砂土中結(jié)構(gòu)物地震液化失效機(jī)制



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