一种高速公路变形监测模拟实验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于：包括承载架、设置在承载架内用于模拟高速公路的高速公路混合料、数据监测机构和用于模拟高速公路承载压力的加载机构；加载机构包括动态加载单元和静态加载单元，动态加载单元包括与承载架连接的滑行槽、用于调节滑行槽角度的支撑柱和沿滑行槽轨道运动的载重车，载重车上设置有载重块，静态加载单元包括倒梯形台，倒梯形台上设置有载重块。本实用新型可精确的找到静载高速公路和动载高速公路的最大承载能力，提高了模拟实验的精度和准确度，可以用于高速公路质量评价和高速公路养护，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
【专利说明】
一种高速公路变形监测模拟实验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及公路沉降变形监测领域，具体涉及一种高速公路变形监测模拟实验装置。【背景技术】
[0002]近年来各地区都有路面突然塌陷，同一路段反复塌陷，造成人员伤害和巨大经济损失的报道。由于高速公路里程长，地处城市边缘，多数情况要根据地形修建，需要架设立交桥，隧道等辅助工程，传统的电学仪器和检测方法很难对全路段进行实时监测，一般通过养护工人巡查、位移计、振动计和路面开挖等手段进行监测，很难及时发现地下空洞和沉降等路面变形情况。
[0003]模拟实验即通过在室内采用某些人工材料，按照一定比例做成相似模型，通过对模型上的应力、应变和位移的观测分析模拟原型上发生的力学现象和规律。模拟试验的最大特点是可以人为地控制和改变试验条件，从而确定单因素或多因素对高速公路影响的规律，试验效果清楚直观，而且试验周期短，见效快，在桥梁公路的研究中发挥了巨大的作用， 对研究桥梁公路的沉降、应变具有显著的优势，在桥梁公路工程问题研究过程中占据着不可替代的重要地位。因此需要一种结构简单、使用方便且实用性强的高速公路变形监测模拟实验装置，可精确的找到尚速公路静载和动载的最大承载能力，提尚了 t旲拟实验的精度和准确度，可以用于高速公路质量评价和高速公路养护，使用操作方便，使用效果好，便于推广使用。【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高速公路变形监测模拟实验装置，可精确的找到高速公路静载和动载的最大承载能力，提高了模拟实验的精度和准确度，可以用于高速公路质量评价和高速公路养护，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:包括承载箱、设置在承载箱内用于模拟高速公路的高速公路混合料、数据监测机构和用于模拟高速公路承载压力的加载机构;所述加载机构包括动态加载单元和静态加载单元，所述动态加载单元包括与承载箱连接的滑行槽、用于调节滑行槽角度的支撑柱和沿滑行槽轨道运动的载重车，所述载重车上设置有载重块，所述静态加载单元包括倒梯形台，所述倒梯形台上设置有载重块;所述数据监测机构包括微控制器和与微控制器输出端相接的以太网接口电路，所述微控制器的输入端接有多个应力传感器，所述以太网接口电路的输出端接有SD卡接口电路和通过Interne t网络与以太网接口电路进行通信的计算机，所述SD卡接口电路上接有SD卡；多个所述应力传感器均匀布设在高速公路混合料模拟的高速公路基层与联结层之间。
[0006]上述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述数据监测机构还包括设置在载重车上的速度传感器，所述速度传感器的输出端与微控制器相接。
[0007]上述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述承载箱包括底板和固定连接在底板上的围板，所述围板由四块垂直于底板的侧板构成，相对的两块所述侧板上开设有滑行槽接口。
[0008]上述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述高速公路混合料的顶端与侧板上滑行槽接口的底端齐平。
[0009]上述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述应力传感器为单模光纤应力传感器。
[0010]上述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述倒梯形台上底面积和下底面积之比为8:1。
[0011]上述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述微控制器为单片机。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:[〇〇13]1、本实用新型的结构简单，设计合理，实现及使用操作方便。
[0014]2、本实用新型通过数据采集单元和数据接收模块对高速公路混合料进行应力监测，可精确的找到高速公路静载和动载的最大承载能力，提高了模拟实验的精度和准确度， 可以用于高速公路质量评价和高速公路养护，操作便捷，使用效果好。
[0015]3、本实用新型还可用于桥梁和隧道的模拟，适用范围广，便于推广使用。[0〇16]综上所述，本实用新型可精确的找到尚速公路静载和动载的最大承载能力，提尚了模拟实验的精度和准确度，可以用于高速公路质量评价和高速公路养护，使用操作方便， 实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0017]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】
[0018]图1为本实用新型承载箱、高速公路混合料和动态加载单元的结构示意图。
[0019]图2为本实用新型承载箱、高速公路混合料和静态加载单元的结构示意图。
[0020]图3为本实用新型承载箱的结构示意图。
[0021]图4为本实用新型数据监测机构的电路原理框图。[〇〇22]附图标记说明:[〇〇23]1 一承载箱；2—高速公路混合料；3—支撑柱；[〇〇24]4一滑行槽；5—载重车；6—倒梯形台；[0〇25]7一载重块；8—应力传感器；9一微控制器；
[0026]10一以太网接口电路；11 一Internet网络；12—计算机；[〇〇27]13—SD卡接口电路；14一SD卡；15—速度传感器；[〇〇28]1-1 一底板；1-2—侧板；1-3—滑行槽接口。【具体实施方式】
[0029]如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型包括承载箱1、设置在承载箱1内用于模拟高速公路的高速公路混合料2、数据监测机构和用于模拟高速公路承载压力的加载机构;所述加载机构包括动态加载单元和静态加载单元，所述动态加载单元包括与承载箱1连接的滑行槽4、用于调节滑行槽4角度的支撑柱3和沿滑行槽4轨道运动的载重车5,所述载重车5 上设置有载重块7,所述静态加载单元包括倒梯形台6,所述倒梯形台6上设置有载重块7;所述数据监测机构包括微控制器9和与微控制器9输出端相接的以太网接口电路10,所述微控制器9的输入端接有多个应力传感器8，所述以太网接口电路10的输出端接有SD卡接口电路 13和通过Internet网络11与以太网接口电路10进行通信的计算机12,所述SD卡接口电路13 上接有SD卡(14);多个所述应力传感器8均匀布设在高速公路混合料2模拟的高速公路基层与联结层之间。
[0030]如图4所示，本实施例中，所述数据监测机构还包括设置在载重车5上的速度传感器15，所述速度传感器15的输出端与微控制器9相接。[〇〇31]如图3所示，本实施例中，所述承载箱1包括底板1-1和固定连接在底板1-1上的围板，所述围板由四块垂直于底板1-1的侧板1-2构成，相对的两块所述侧板1-2上开设有滑行槽接口 1-3。
[0032]如图1和图2所示，本实施例中，所述高速公路混合料2的顶端与侧板1-2上滑行槽接口 1-3的底端齐平。[0〇33]本实施例中，所述应力传感器8为单模光纤应力传感器。
[0034]本实施例中，所述倒梯形台6上底面积和下底面积之比为8:1。
[0035]本实施例中，所述微控制器9为单片机。
[0036]具体实施时，动态加载实验时，将高速公路混合料2铺设在承载箱1内，将应力传感器8布设在高速公路混合料2模拟的高速公路基层与联结层之间，将滑行槽4与承载箱1的滑行槽接口 1-3相接，载重车5从滑行槽4上滑下，移动支撑柱3的位置改变滑行槽4与水平面的夹角，从而改变载重车5进入高速公路混合料2时的速度，载重车5的质量由加载在载重车5 上的载重块7的数量控制，改变载重车5的速度与重量，通过应力传感器8测试记录高速公路混合料2各个位置的应力数据，通过速度传感器15检测载重车5的速度，并且微控制器9将信息通过以太网接口电路10和Internet网络11发送到计算机12上，供实验人员在计算机12上查看并对数据作进一步分析处理，得到高速公路混合料2的最大承受应力和路面摩擦力等数据，并且可以通过SD卡接口电路13将数据储存在SD卡中，便于实验人员调用。
[0037]静态加载实验时，将高速公路混合料2铺设在承载箱1内，将应力传感器8布设在高速公路混合料2模拟的高速公路基层与联结层之间，将倒梯形台6放置在高速公路混合料2 上，将载重车5放置在倒梯形台6上，改变载重车5的位置和载重车5上的载重块7的数量，通过应力传感器8测试记录高速公路混合料2各个位置的应力数据，并且微控制器9将信息通过以太网接口电路10和Internet网络11发送到计算机12上，供实验人员在计算机12上查看并对数据作进一步分析处理，得到高速公路混合料2的承载力和应力的比值，并且可以通过 SD卡接口电路13将数据储存在SD卡中，便于实验人员调用。
[0038]以上所述，仅是本实用新型的实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:包括承载箱(1)、设置在承载箱(I)内用于模拟高速公路的高速公路混合料(2)、数据监测机构和用于模拟高速公路承载压 力的加载机构;所述加载机构包括动态加载单元和静态加载单元，所述动态加载单元包括 与承载箱(1)连接的滑行槽(4)、用于调节滑行槽(4)角度的支撑柱(3)和沿滑行槽(4)轨道 运动的载重车(5)，所述载重车(5)上设置有载重块(7)，所述静态加载单元包括倒梯形台 (6)，所述倒梯形台(6)上设置有载重块(7);所述数据监测机构包括微控制器(9)和与微控 制器(9)输出端相接的以太网接口电路(10 )，所述微控制器(9)的输入端接有多个应力传感 器(8 )，所述以太网接口电路(10)的输出端接有SD卡接口电路(13)和通过Interne t网络(II)与以太网接口电路(10)进行通信的计算机(12 )，所述SD卡接口电路(13)上接有SD卡 (14);多个所述应力传感器(8)均匀布设在高速公路混合料(2)模拟的高速公路基层与联结 层之间。2.按照权利要求1所述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述数据 监测机构还包括设置在载重车(5)上的速度传感器(15)，所述速度传感器(15)的输出端与 微控制器(9)相接。3.按照权利要求1或2所述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述 承载箱(1)包括底板(1-1)和固定连接在底板(1-1)上的围板，所述围板由四块垂直于底板 (1-1)的侧板(1-2)构成，相对的两块所述侧板(1-2)上开设有滑行槽接口(1-3)。4.按照权利要求3所述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述高速 公路混合料(2)的顶端与侧板(1-2)上滑行槽接口(1-3)的底端齐平。5.按照权利要求1所述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述应力 传感器(8)为单模光纤应力传感器。6.按照权利要求1所述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述倒梯 形台(6)上底面积和下底面积之比为8:1。7.按照权利要求1所述的一种高速公路变形监测模拟实验装置，其特征在于:所述微控 制器(9)为单片机。
【文档编号】G01N19/00GK205643123SQ201620372784
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】田鑫元, 张鹏超, 张渤
【申请人】西安科技大学