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龍圖騰網(wǎng)獲悉天津大學(xué)申請的專利一種高壓水環(huán)境下等效管土作用模擬裝置及方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN116296836B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-29發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202211536661.7，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01N3/12；該發(fā)明授權(quán)一種高壓水環(huán)境下等效管土作用模擬裝置及方法是由李振眠;余楊;張學(xué)同;余建星;張志煒;劉昱昊設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-12-02向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種高壓水環(huán)境下等效管土作用模擬裝置及方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明涉及一種高壓水環(huán)境下等效管土作用模擬裝置及方法。裝置包括：壓力艙系統(tǒng)、等效管土作用系統(tǒng)、土體位移加載系統(tǒng)、測量控制系統(tǒng)和示例試驗?zāi)Ｐ停惑w位移加載系統(tǒng)包括側(cè)向液壓加載裝置9、尾端導(dǎo)向法蘭11和導(dǎo)向支架12；側(cè)向液壓加載裝置9為兩個，分別連接在壓力艙艙體前部和后部；等效管土作用系統(tǒng)包括多個等效土體作用模塊13、后模塊固定架14、前模塊固定架15及配套的模塊控制系統(tǒng)。

本發(fā)明授權(quán)一種高壓水環(huán)境下等效管土作用模擬裝置及方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種高壓水環(huán)境下等效管土作用模擬裝置，包括：壓力艙系統(tǒng)、等效管土作用系統(tǒng)、土體位移加載系統(tǒng)、測量控制系統(tǒng)和示例試驗?zāi)Ｐ停渲校?所述壓力艙系統(tǒng)包括壓力艙艙體1、側(cè)向加載安裝孔4、首艙蓋7、尾艙蓋8及配套的水箱和泵站； 所述土體位移加載系統(tǒng)包括側(cè)向液壓加載裝置9、尾端導(dǎo)向法蘭11和導(dǎo)向支架12； 側(cè)向液壓加載裝置9為兩個，分別連接在壓力艙艙體前部和后部；側(cè)向液壓加載裝置9的組成構(gòu)件包括側(cè)向液壓外殼90、側(cè)向液壓桿91、側(cè)向前液壓艙93、側(cè)向后液壓艙94、側(cè)向液壓密封圈97、側(cè)向水壓艙98、側(cè)向液壓移動密封圈99和配套的液壓泵站；側(cè)向液壓桿91一端位于側(cè)向水壓艙98內(nèi)，另一端與后模塊固定架14或前模塊固定架15相接觸，并在側(cè)向液壓桿91開設(shè)水壓平衡通道92以聯(lián)通壓力艙艙體1和側(cè)向水壓艙98；側(cè)向液壓桿91設(shè)置有擴徑段，在擴徑段周圍設(shè)置有液壓艙，在擴徑段外部包覆有側(cè)向液壓移動密封圈99，通過側(cè)向液壓移動密封圈99將液壓艙隔絕成容積可變的側(cè)向前液壓艙93和側(cè)向后液壓艙94兩部分；前液壓艙93和側(cè)向后液壓艙94分別通過液壓管線與液壓泵站連接，用于進出液壓油；前液壓艙93和側(cè)向后液壓艙94內(nèi)的液壓差作用在側(cè)向液壓移動密封圈99，進而推動側(cè)向液壓桿91運動； 側(cè)向液壓加載裝置9設(shè)置有差壓傳感器和位移傳感器，差壓傳感器用于測量側(cè)向前液壓艙93和側(cè)向后液壓艙94之間水壓壓差，位移傳感器用于測量側(cè)向液壓桿91的位移； 尾端導(dǎo)向法蘭11一端為法蘭盤，與試驗件的法蘭固定連接；另一端為導(dǎo)軌，與導(dǎo)向支架12的導(dǎo)槽123配合連接； 所述導(dǎo)向支架12包括支架底板120、支架液壓桿121、支架固定桿122、導(dǎo)槽123和液壓桿連接孔124；支架底板120與尾艙蓋8連接；導(dǎo)槽123與支架液壓桿121通過液壓桿連接孔124連接，導(dǎo)槽123與支架固定桿122之間為轉(zhuǎn)動連接，便于調(diào)節(jié)支架液壓桿121長度改變導(dǎo)槽123的傾斜角度； 所述等效管土作用系統(tǒng)包括多個等效土體作用模塊13、后模塊固定架14、前模塊固定架15及配套的模塊控制系統(tǒng)；等效土體作用模塊13布置于后模塊固定架14和前模塊固定架15；后模塊固定架14與試驗件16尾端固定連接，前模塊固定架15與試驗件16前端固定連接； 設(shè)置在壓力艙艙體前部的側(cè)向液壓加載裝置9的液壓桿與前模塊固定架15固定連接；單向位移加載時，設(shè)置在壓力艙艙體后部的側(cè)向液壓加載裝置9的液壓桿接觸頭為球形接頭，液壓桿接觸頭在加載過程中始終保持與后模塊固定架14接觸，后模塊固定架14的實際位移量與液壓桿單向位移量滿足關(guān)于導(dǎo)槽傾斜角滿足三角余弦關(guān)系；往復(fù)位移加載時，通過調(diào)節(jié)支架液壓桿121長度使得導(dǎo)槽傾斜角保持為零度，設(shè)置在壓力艙艙體后部的側(cè)向液壓加載裝置9的液壓桿與后模塊固定架14固定連接，后模塊固定架14的實際位移量等于此液壓桿的位移量； 每個等效土體作用模塊13包括模塊框架17和布置在模塊框架17和試驗件16之間的多個零剛度液壓件18，各個模塊框架17固定連接到后模塊固定架14或前模塊固定架15； 零剛度液壓件18，包括限壓閥19、接觸板20、液壓件推桿180、液壓件外殼181、液壓件油缸182、液壓件前液壓艙183、液壓件后液壓艙184、液壓件移動密封圈185、液壓件密封圈186、微型液壓泵187、微型位移傳感器188和微型差壓傳感器189；接觸板20固定在液壓件推桿180端部，與試驗件16接觸；液壓件推桿180設(shè)有擴徑段，擴徑段外包裹液壓件移動密封圈185，用于隔絕液壓件前液壓艙183和液壓件后液壓艙184；液壓件前液壓艙183和液壓件后液壓艙184內(nèi)的液壓差作用在液壓件移動密封圈185，進而推動液壓件推桿180左右運動；液壓件前液壓艙183和液壓件后液壓艙184分別通過液壓管線與液壓件油缸182連通，在液壓管線上連接有用于控制液壓油進出的微型液壓泵187；此外，液壓件后液壓艙184還通過另一條液壓管線經(jīng)由限壓閥19與液壓件油缸182連通；當液壓件后液壓艙184和液壓件前液壓艙183的液壓差超過設(shè)定壓力時，限壓閥19將啟動將液壓件后液壓艙184的液壓油導(dǎo)回液壓件油缸182，從而保證液壓件后液壓艙184和液壓件前液壓艙183的液壓差不超過設(shè)定壓力；微型位移傳感器188用于測量接觸板20的位移，微型差壓傳感器189用于測量液壓件前液壓艙183和液壓件后液壓艙184之間的液壓壓差； 分布在同一個等效土體作用模塊13的多個零剛度液壓件18，各個接觸板20之間不發(fā)生物理干涉，各個接觸板20與試驗件16的摩擦阻力合力對應(yīng)軸向土彈簧作用力； 所述示例試驗?zāi)Ｐ桶ㄔ囼灱?6及其兩端法蘭盤，試驗件16的兩端通過法蘭盤分別與壓力艙艙體首端和尾端固定的連接。

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