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Broadbent離心機發(fā)貨前都會在工廠整機開機測試

大型土工離心機物理模擬試驗系統(tǒng)是一套大型室內(nèi)巖土工程超重力縮比模型模擬測試平臺整體解決方案，整合了縮比模型力學場、降雨、施工過程、動靜態(tài)加載、試驗前期準備工具等，為巖土工程研究提供分析巖土介質(zhì)在復雜靜態(tài)或動態(tài)應力場下的物理力學性質(zhì)測試手段，為研究人員洞悉巖土體多場多相耦合災變?nèi)^程提供強有力支撐。

大型土工離心機物理模擬試驗系統(tǒng)是多個室內(nèi)巖土工程測試子系統(tǒng)的有機集合體，包括以下幾個主要組成部分：

3m 150g-噸 土工梁離心機-GB GT150/3.0m

用于自動模擬各種工程進展，3+1自由度，可以在X、Y、Z三個方向自由運動，此外還增加一個扭轉(zhuǎn)作動器提供扭轉(zhuǎn)自由度，可以施加扭力，裝上相對應的刀具可以模擬鉆孔、掘進等工況。

機械手是在土工離心機實驗過程中模擬各種工程工況（比如打樁、壓樁、拔樁，邊坡支護、CPT靜力觸探勘測、各方向加載、鉆孔等）的首要利器，在預先編好操作程序后，可以全自動執(zhí)行各種規(guī)定動作，實現(xiàn)在線驅(qū)動有效載荷運動并進行有效工作。

四軸機械手模型及實物圖

靜力觸探儀及全流動貫入儀：用于超重力縮比模型現(xiàn)場勘探測試。

靜力觸探試驗（CPT）是一種確定土的巖土工程特性和劃分土層的方法。 我們采用專門用于物理模型試驗的微型靜力觸探儀。它是采用最先進的數(shù)控車床和銑床進行精密加工而成，外徑為12mm，錐尖有一個60°的錐角。該CPT設計能夠提供最大5kN的豎向摩阻力(錐尖阻力)，適合在一個典型的離心模型試驗中獲取土層應力。

CPT

（a）總體結構

（b）安裝完成的CPT

（c）安裝于TBS二維作動器上的CPT

在超重力土工離心機模擬降雨過程，降雨強度完全可控，可以研究黃土邊坡降雨沖蝕滲流效應、地下水位變化所引起的巖土災害問題。

水-力耦合效應主要是在采用土工離心機在縮比土工模型中通過超重力離心加速度產(chǎn)生和原型同樣的力學條件的情況下，再通過其他方法改變模型里面的水力狀況，比如人工降雨等，研究降雨對巖土工程的影響，特別是模擬降雨所引起的滑坡、泥石流現(xiàn)象等。用于降雨+地震多災種耦合作用下，邊坡、泥石流、高土塌方、潰壩等自然災害模擬實驗研究。

超重力降雨模擬設備是在超重力土工離心機系統(tǒng)的基礎上，增加人工降雨設備，實現(xiàn)在超重力土工縮比模型中模擬自然界降雨的情景。因為降雨設備要結合已有的超重力土工離心機以及其他設備一起聯(lián)合工作，所以所有部件都要進行抗高重力加速度的設計和加強處理，同時還要實現(xiàn)降雨和其他力學加載聯(lián)合實驗功能。

本套超重力降雨模擬設備將包括以下幾個組成部分：1. 多級水-氣混合撒雨器；2. 水、氣旋轉(zhuǎn)接頭與壓力供應系統(tǒng)； 3. 特種降雨吊籃（模型箱）。

多級水-氣混合灑雨器及降雨吊籃整體裝配圖

多級水-氣混合灑雨器實物圖

可以在超重力離心機內(nèi)模擬動靜態(tài)加載，以及模擬地震震動，研究土動力學。

一維動態(tài)加載作動器主要用于施加豎向荷載來測試地基承載力，來研究樁土及其他結構之間的相互作用。不同的垂直加載方式可以通過預先編程來實現(xiàn)線性加載、周期加載、分級加載及循環(huán)加載。也可以采用水平安裝方式，模擬水平動態(tài)荷載的施加。單通道可編程控制的數(shù)字伺服驅(qū)動器，通過預先編好的配置文件發(fā)送運動命令，通過以太網(wǎng)通訊進行模擬控制或交互控制，可以施加正弦波、方波、三角波、隨機波，甚至是地震波。

土工離心機直線電機高頻水平振動臺

振動臺高頻地震波重現(xiàn)結果

數(shù)量不少于3個，分別可用于普通應用、振動滑臺應用、PIV應用等。

1. 1個普通剛性模型箱，用于一般用途，可以容納巖土重力加速模擬系統(tǒng)滿載負荷；

2. 多層剪切巖土模型箱一個，內(nèi)部尺寸≥500X400mm，高度≥400m，層數(shù)≥15層；

3. PIV專用模型箱一個，為一個測面透明的剛性模型箱，可以采用攝像頭監(jiān)測試樣的變形和運動矢量。

多層剪切巖土模型箱

PIV模型箱