1.一种埋地管道足尺原位试验结构,其特征在于:包括:
基坑,所述基坑内填充有土体;
沉陷坑,所述沉陷坑开设于所述基坑的底面一侧;所述沉陷坑的顶面设置有加载板;
垂向加载作动器,所述垂向加载作动器一端安装于所述沉陷坑的底面上,其另一端连接所述加载板;
密封管道,所述密封管道埋设于所述基坑内;
真空泵,所述真空泵通过真空管与所述密封管道连通。
2.如权利要求1所述的埋地管道足尺原位试验结构,其特征在于:所述基坑的剖面为梯形结构。
3.如权利要求1所述的埋地管道足尺原位试验结构,其特征在于:所述沉陷坑的内壁上设置有泡沫块。
4.如权利要求1所述的埋地管道足尺原位试验结构,其特征在于:所述垂向加载作动器包括自上而下设置的带有连接盘的端部球铰、负荷传感器、带有内置式位移传感器的作动器本体和连接法兰盘。
5.如权利要求1所述的埋地管道足尺原位试验结构,其特征在于:所述密封管道的两端设置有密封法兰板。
6.如权利要求5所述的埋地管道足尺原位试验结构,其特征在于:所述密封法兰板与密封管道的连接处设置有密封圈。
7.如权利要求1所述的埋地管道足尺原位试验结构,其特征在于:所述土体内埋设有土压力盒、应变片和分布式光纤,所述应变片和分布式光纤贴设于所述密封管道的外壁上。
8.如权利要求7所述的埋地管道足尺原位试验结构,其特征在于:还包括数据采集单元,所述数据采集单元与所述垂向加载作动器、土压力盒、应变片和分布式光纤电连接。
9.如权利要求1所述的埋地管道足尺原位试验结构,其特征在于:还包括用于监测土体高度的监测单元,所述监测单元包括反射棱镜和用于捕捉反射棱镜移动的全站仪,所述反射棱镜设置于所述土体的顶面上。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的埋地管道足尺原位试验结构的试验方法,其特征在于:包括以下步骤:
s1、选址挖设试验基坑和沉陷坑,安装垂向加载作动器和加载板;
s2、将密封管道与真空泵连通备用;并在密封管道上布设监测元件;
s3、往试验基坑分层填土、压实,
s4、回填至密封管道埋设深度时,沿密封管道预埋设位置纵向开挖埋设沟,将密封管道整体吊装,平缓放进埋设沟内后继续往基坑内填土,并埋设土压力盒和在土体顶面设置监测单元;
s5、启动真空泵,通过调节真空泵上阀门施加规范要求的真空压力,关闭阀门和真空泵;
s6、通过数据采集单元,读取试验前土压力盒和监测元件的起始读数,人工/计算机自动记录监测单元数据;由计算机内嵌程序发出命令,通过控制系统启动四台垂向加载作动器,按照位移控制方式,同步协调的逐级下降加载板,实现地层的不均匀错动;
s7、加载板逐级下降过程中采集土压力盒、监测元件和监测单元读数;记录真空泵上的真空表随地层位移变化的真空压力数值;
s8、在每一级加载板下降的间隙,启动真空泵,往管内施加规范要求的真空压力,然后关闭真空泵,计算规定时间内真空压力损失数值和真空压力平均消散速率,并与规范允许值作比较,从而来判断管内气压渗漏时对应的地层错动限制位移和揭示不同地层错动位移下管道结构密封性的退化机制;
s9、当地层错动位移达到试验设置的总错动量时,结束试验,分层挖开密封管道上部回填土体,观察并拍摄管道实际变形情况,进一步根据采集数据,分析不同地层错动量下管道的受力特性与变形响应规律。