专利名称：一种路基动力响应原位试验系统及试验方法
技术领域：
本发明属于路基试验技术领域。具体涉及一种路基动力响应原位试验系统及试验方法。
背景技术：
高速铁路对轨道的平顺性和稳定性要求非常高，作为承载轨道结构重量和列车荷载的基础的路基的沉降和变形势必会影响轨道的平顺性和稳定性。因此，为了确保高速列车的平稳和安全运行，列车动荷载作用下轨道路基动力问题是高速铁路建设必需考虑的基本问题。路基不仅要承受上部结构的静载荷作用，还受列车运行时动载荷的反复作用。高速列车不仅会增大列车的动荷载与振动频率，而且会提高路基的振动加速度，加快列车与轨道的振动，从而扩大路基受动载荷的影响，削弱路基动力稳定性，影响高速铁路的正常运行和维护。因此，如何认识高速列车长期重复荷载作用下路基的工作机理与力学特性，尤其是动力学特性，确保高速列车安全通行变得非常重要和迫切。常用试验方法有现场试验和室内模型试验。现场试验是研究路基动态特性的最直接的基本手段，可为研究路基的动态特性研究提供第一手资料，我国在大秦线、成昆线和宝成线等分别进行了现场路基动态试验。但现场试验有很大的局限性，它是一种被动的测试方法，无法主动对试验进行控制，试验成果往往包含了众多因素的影响，不利于轨道路基动力响应根本规律的揭示。室内模型试验在揭示自然现象的内在规律、建立并验证理论模式中发挥了重要作用，可通过模拟列车荷载对路基的作用和路基动态特性进行有效研究。但室内模型试验也有其局限性，由于模型与原型结构的相似问题还没有完全解决，无法建立严格的、完全满足相似条件的模型，又由于存在缩尺效应和边界效应，模型不能完全定量换算为原型，所以其试验结果与实际情况有一定的差异。

发明内容
本发明旨在为了克服现有室内模型试验和现场试验的不足，目的是提供一种既能实现现场试验，又能主动控制试验条件的路基动力响应原位试验系统及试验方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案中的路基动力响应原位试验系统是油泵与电机同轴联接，油泵的吸油口通过油管与油箱相通，油泵的压油口通过油管与溢流阀的进油口和第一单向阀的进油口分别相通，溢流阀的出油口通过油管与油箱相通，溢流阀的控制口与第二电磁换向阀的A 口相通，第二电磁换向阀的T 口通过油管与油箱相通，第二电磁换向阀的P 口堵死；第一单向阀的出油口通过油管与第一过滤器的进油口相通，第一过滤器的出油口通过油管与电液伺服阀的P 口和第一电磁换向阀的P 口分别相通。电液伺服阀的A 口通过油管与双级伺服液压缸的动压腔的第三工作油口相通，电液伺服阀的B 口通过油管与双级伺服液压缸的动压腔的第四工作油口相通，电液伺服阀的 T 口通过油管与冷却器的进油口相通，冷却器的出油口通过第二过滤器与油箱相通。
第一电磁换向阀的T 口堵死，第一电磁换向阀的A 口通过油管与第二单向阀的进油口相通，第二单向阀的出油口通过油管分别与双级伺服液压缸的静压腔的第二工作油口、电磁球阀的A 口和蓄能器相通，双级伺服液压缸的静压腔的第一工作油口与冷却器的进油口相通，电磁球阀的T 口与冷却器的进油口相通，电磁球阀的P 口堵死。双级伺服液压缸的动压活塞杆的工作端通过弹簧与载荷传感器的一端联接，双级伺服液压缸的静压活塞杆的工作端与载荷传感器的一端固定联接，载荷传感器的另一端与激振圆盘固定联接，激振圆盘紧压在路基表面上，路基中埋有土压力传感器、加速度传感器和速度传感器，双级伺服液压缸的右端盖通过联接板与液压挖掘机的斗杆通孔和连杆通孔联接。第一压力传感器通过伺服阀座与双级伺服液压缸的动压腔的第四工作油口相通， 第二压力传感器通过伺服阀座与双级伺服液压缸的动压腔的第三工作油口相通，第三压力传感器通过伺服阀座与双级伺服液压缸的静压腔的第二工作油口相通；第一压力传感器与数据采集卡的A/D-7 口电连接，第二压力传感器与数据采集卡的A/D-6 口电连接，第三压力传感器与数据采集卡的A/D-5 口电连接，载荷传感器与数据采集卡的A/D-4 口电连接，土压力传感器与数据采集卡的A/D-3 口电连接，加速度传感器与数据采集卡的A/D-2 口电连接， 速度传感器与数据米集卡的Α/D-l 口电连接,伺服放大器的一端与电液伺服阀的电磁铁电连接，伺服放大器的另一端与PID控制器的一端电连接，PID控制器的另一端与数据采集卡的D/A-1 口电连接，数据采集卡和计算机辅助测试软件安装在计算机内。所述的双级伺服液压缸的结构是双级伺服液压缸由静压缸和动压缸组成，静压缸和动压缸的缸体为一整体，缸体的前半部分为静压缸，后半部分为动压缸，静压缸和动压缸之间设有缸体隔断墙。静压缸包括左端盖、静压活塞和静压活塞杆；静压活塞杆为空心圆柱体，静压活塞杆同中心地安装在静压缸的静压腔内，静压活塞杆的工作端穿过左端盖，静压活塞安装在静压活塞杆上，静压活塞的一侧紧贴静压活塞杆的轴肩，静压活塞另一侧的静压活塞杆上装有弹簧垫圈和螺母；动压缸包括右端盖、动压活塞和动压活塞杆，动压活塞杆同中心地安装在动压缸的动压腔内，动压活塞安装在动压活塞杆上，动压活塞的一侧紧贴动压活塞杆的轴肩，动压活塞另一侧的动压活塞杆上装有弹簧垫圈和螺母；动压活塞杆的工作端穿过缸体隔断墙中心的通孔和静压活塞杆的中心通孔，动压活塞杆工作端密封槽内装有第九密封圈；动压活塞杆的末端穿过右端盖，安装罩安装在右端盖的中心位置处；位移传感器的一端固定在安装罩上，位移传感器的另一端置入动压活塞杆末端的孔内。静压缸的缸体上分别设有与静压腔两侧相通的第一工作油口和第二工作油口，动压缸的缸体上分别设有与动压腔两侧相通的第三工作油口和第四工作油口 ；在缸体隔断墙中心通孔的内壁开有第三泄漏油环形槽，缸体隔断墙的中间位置处设有与第三泄漏油环形槽相通的泄漏油口 ；第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口、第四工作油口和泄漏油口分别与伺服阀座对应的阀口相通。左端盖的通孔内壁设有第一泄漏油环形槽，第一泄漏油环形槽通过左端盖上的第一泄漏油通道和静压缸的缸体上的第二泄漏油通道与第三泄漏油环形槽相通；在第一泄漏油环形槽对应的静压活塞杆的内壁处设有第二泄漏油环形槽，第二泄漏油环形槽通过第三泄漏油通道与第一泄漏油环形槽相通。
第一泄漏油环形槽的宽度为静压活塞行程的I. 3 2倍。所述的路基中埋有土压力传感器、加速度传感器和速度传感器是指土压力传感器、加速度传感器和速度传感器放置在距路基表面50 IOOOmm的深处。所述的计算机辅助测试软件的主流程为S1-1、初始化变量，计数点η = 0，设置振动波形χ、激振频率f和总计数点数N;Sl-2、D/A-1通道输出振动波形χ和激振频率f的控制电压u ；S1-3、计数点累加 η = n+1 ；S1-4、扫描Α/D-l，记录路基振动速度Vn ;扫描A/D-2，记录路基振动加速度An ;扫描A/D-3,记录土压力Pn ；S1-5、判断η是否大于N，若大于则进行下一步，若小于则返回Sl_2 ；S1-6、以计数点η为横坐标，分别以路基振动速度Vn、路基振动加速度An和土压力 Pn为纵坐标,绘出路基动力响应参数曲线。本发明采用的技术方案中的路基动力响应原位试验系统的试验方法是S2-1、安装、调试所述路基动力响应原位试验系统；S2-2、启动计算机，打开计算机辅助测试软件；S2-3、启动电机，油泵低负荷运转，根据激振力的静力逐步调定溢流阀的压力，液压系统开始工作；S2-4、给第一电磁换向阀的电磁铁通电；S2-5、当蓄能器达到激振力的静力压力值后，给第一电磁换向阀的电磁铁断电；S2-6、根据激振力的动力逐步调定溢流阀的压力；S2-7、在计算机辅助测试软件中设置振动波形X、激振频率f、总计数点数N ；S2-8、开始试验，等待路基动力响应试验的结果；S2-9、将路基动力响应参数曲线存盘打印；S2-10、给电磁球阀通电，蓄能器卸荷；S2-11、关闭电机，液压系统停止工作；S2-12、退出计算机辅助测试软件，关闭计算机。由于采用上述技术方案，本发明具有以下积极效果I、本发明综合了现场试验与模型试验的优点，既可以模拟列车通过铁轨时对路基广生的载荷，又可以实现试验条件的主动控制，为闻速铁路路基动力稳定性研究提供了有效工具。2、本发明既可以用于有砟轨道路基动力响应原位试验，也可以用于无砟轨道路基动力响应原位试验，还可以用于轨道路基动力响应模拟试验。3、本发明中试验激振波形既可以是正弦、三角、阶跃和脉冲函数等常规波形，也可以是指定函数的波形，且频率和振幅都能在线程序控制调整。4、本发明可以实现轨道路基动力响应的一体化自动采集。因此，本发明解决了模型与原型结构的相似问题，具有既能实现现场原型试验，又能主动控制试验条件的特点。


图I是本发明的一种路基动力响应原位试验系统不意图；图2是图I中双级伺服液压缸26的一种结构示意图；图3是图I中计算机辅助测试软件I主流程框图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制实施例I
一种路基动力响应原位试验系统及试验方法。所述的试验系统如图I所示油泵 12与电机11同轴联接，油泵12的吸油口通过油管与油箱15相通，油泵12的压油口通过油管与溢流阀13的进油口和第一单向阀10的进油口分别相通，溢流阀13的出油口通过油管与油箱15相通，溢流阀13的控制口与第二电磁换向阀14的A 口相通，第二电磁换向阀 14的T 口通过油管与油箱15相通，第二电磁换向阀14的P 口堵死；第一单向阀10的出油口通过油管与第一过滤器9的进油口相通，第一过滤器9的出油口通过油管与电液伺服阀 6的P 口和第一电磁换向阀8的P 口分别相通。如图I和图2所不，电液伺服阀6的A 口通过油管与双级伺服液压缸26的动压腔 50的第三工作油口 38相通，电液伺服阀6的B 口通过油管与双级伺服液压缸26的动压腔 50的第四工作油口 41相通，电液伺服阀6的T 口通过油管与冷却器17的进油口相通，冷却器17的出油口通过第二过滤器16与油箱15相通。 第一电磁换向阀8的T 口堵死，第一电磁换向阀8的A 口通过油管与第二单向阀7 的进油口相通，第二单向阀7的出油口通过油管分别与双级伺服液压缸26的静压腔57的第二工作油口 36、电磁球阀18的A 口和蓄能器5相通，双级伺服液压缸26的静压腔57的第一工作油口 33与冷却器17的进油口相通，电磁球阀18的T 口与冷却器17的进油口相通，电磁球阀18的P 口堵死。双级伺服液压缸26的动压活塞杆64的工作端通过弹簧25与载荷传感器24的一端联接，双级伺服液压缸26的静压活塞杆63的工作端与载荷传感器24的一端固定联接， 载荷传感器24的另一端与激振圆盘23固定联接，激振圆盘23紧压在路基22表面上；路基 22中埋有土压力传感器21、加速度传感器20和速度传感器19，土压力传感器21、加速度传感器20和速度传感器19埋在距路基22表面50 200mm的深处；双级伺服液压缸26的右端盖42通过联接板30与液压挖掘机的斗杆通孔和连杆通孔联接。第一压力传感器29通过伺服阀座34与双级伺服液压缸26的动压腔50的第四工作油口 41相通，第二压力传感器28通过伺服阀座34与双级伺服液压缸26的动压腔50的第三工作油口 38相通，第三压力传感器27通过伺服阀座34与双级伺服液压缸26的静压腔57的第二工作油口 36相通；第一压力传感器29与数据采集卡2的A/D-7 口电连接，第二压力传感器28与数据采集卡2的A/D-6 口电连接，第三压力传感器27与数据采集卡2 的A/D-5 口电连接，载荷传感器24与数据采集卡2的A/D-4 口电连接，土压力传感器21与数据采集卡2的A/D-3 口电连接，加速度传感器20与数据采集卡2的A/D-2 口电连接，速度传感器19与数据米集卡2的Α/D-l 口电连接,伺服放大器4的一端与电液伺服阀6的电磁铁电连接，伺服放大器4的另一端与PID控制器3的一端电连接，PID控制器3的另一端与数据采集卡2的D/A-1 口电连接，数据采集卡2和计算机辅助测试软件I安装在计算机内。本实施例采用的双级伺服液压缸26为申请人所申请的“一种双级伺服液压缸”(CN201110149503. I)专利技术，其结构是双级伺服液压缸26由静压缸和动压缸组成，静压缸和动压缸的缸体32为一整体， 缸体32的前半部分为静压缸，后半部分为动压缸，静压缸和动压缸之间设有缸体隔断墙。静压缸包括左端盖31、静压活塞35和静压活塞杆63 ;静压活塞杆63为空心圆柱体，静压活塞杆63同中心地安装在静压缸的静压腔57内，静压活塞杆63的工作端穿过左端盖31，静压活塞35安装在静压活塞杆63上，静压活塞35的一侧紧贴静压活塞杆63的轴肩，静压活塞35另一侧的静压活塞杆63上装有弹簧垫圈55和螺母56 ;动压缸包括右端盖
42、动压活塞39和动压活塞杆64，动压活塞杆64同中心地安装在动压缸的动压腔50内，动压活塞39安装在动压活塞杆64上，动压活塞39的一侧紧贴动压活塞杆64的轴肩，动压活塞39另一侧的动压活塞杆64上装有弹簧垫圈48和螺母47 ;动压活塞杆64的工作端穿过缸体隔断墙中心的通孔和静压活塞杆63的中心通孔，动压活塞杆64工作端密封槽内装有第九密封圈65 ;动压活塞杆64的末端穿过右端盖42，安装罩45安装在右端盖42的中心位置处；位移传感器46的一端固定在安装罩45上，位移传感器46的另一端置入动压活塞杆 64末端的孔内。静压缸的缸体32上分别设有与静压腔57两侧相通的第一工作油口 33和第二工作油口 36，动压缸的缸体32上分别设有与动压腔50两侧相通的第三工作油口 38和第四工作油口 41 ;在缸体隔断墙中心通孔的内壁开有第三泄漏油环形槽51，缸体隔断墙的中间位置处设有与第三泄漏油环形槽51相通的泄漏油口 37 ;第一工作油口 33、第二工作油口 36、 第三工作油口 38、第四工作油口 41和泄漏油口 37分别与伺服阀座34对应的阀口相通。左端盖31的通孔内壁设有第一泄漏油环形槽62，第一泄漏油环形槽62通过左端盖31上的第一泄漏油通道61和静压缸的缸体32上的第二泄漏油通道59与第三泄漏油环形槽51相通；在第一泄漏油环形槽62对应的静压活塞杆63的内壁处设有第二泄漏油环形槽66,第二泄漏油环形槽66通过第三泄漏油通道68与第一泄漏油环形槽62相通。第一泄漏油环形槽62的宽度为静压活塞35行程的I. 3 I. 8倍。所述的动压活塞39的外壁开有3 4个第一平衡槽40，在动压活塞杆64和缸体隔断墙的中心通孔接触部分的动压活塞杆64上开有4 5个第二平衡槽52，左端盖31的环状凸台外壁的密封槽装有第六密封圈58，在左端盖31端面的第一泄漏油通道61的密封孔内装有第八密封圈60，该密封孔的直径大于或等于第八密封圈60的外径，第八密封圈60 的内径大于或等于第一泄漏油通道61的直径，左端盖31内孔壁第一泄漏油环形槽62两侧的密封槽内分别装有第七密封圈67，静压活塞35外壁的两个密封槽内分别装有第五密封圈53，静压活塞35内孔壁的密封槽内装有第四密封圈54，动压活塞39内孔壁的密封槽内装有第三密封圈49，右端盖42的环状凸台外壁的密封槽内装有第一密封圈43，右端盖42 内孔壁的两个密封槽分别装有第二密封圈44。本实施例采用的计算机辅助测试软件I的主流程如图3所示S1-1、初始化变量，计数点η = 0，设置振动波形X、激振频率f和总计数点数N ；Sl-2、D/A-1通道输出振动波形χ和激振频率f的控制电压u ；
9
S1-3、计数点累加 η = n+1 ；S1-4、扫描Α/D-l，记录路基振动速度Vn ;扫描A/D-2，记录路基振动加速度An ;扫描A/D-3,记录土压力Pn ；S1-5、判断η是否大于N，若大于则进行下一步，若小于则返回Sl_2 ；S1-6、以计数点η为横坐标，分别以路基振动速度Vn、路基振动加速度An和土压力 Pn为纵坐标,绘出路基动力响应参数曲线。本实施例的路基动力响应原位试验系统的试验方法是S2-1、安装、调试所述路基动力响应原位试验系统；S2-2、启动计算机，打开计算机辅助测试软件I ;S2-3、启动电机11，油泵12低负荷运转，根据激振力的静力逐步调定溢流阀13的压力，液压系统开始工作；S2-4、给第一电磁换向阀8的电磁铁通电；S2-5、当蓄能器5达到激振力的静力压力值后，给第一电磁换向阀8的电磁铁断电；S2-6、根据激振力的动力逐步调定溢流阀13的压力；S2-7、在计算机辅助测试软件I中设置振动波形X、激振频率f、总计数点数N ；S2-8、开始试验，等待路基动力响应试验的结果；S2-9、将路基动力响应参数曲线存盘打印；S2-10、给电磁球阀18通电，蓄能器5卸荷；S2-11、关闭电机11，液压系统停止工作；S2-12、退出计算机辅助测试软件1，关闭计算机。实施例2一种路基动力响应原位试验系统及试验方法。除下述技术参数外，其余同实施例I。路基22中埋有土压力传感器21、加速度传感器20和速度传感器19是指土压力传感器21、加速度传感器20和速度传感器19放置在距路基22表面200 IOOOmm的深处；所述的动压活塞39的外壁开有4 5个第一平衡槽40，在动压活塞杆64和缸体隔断墙的中心通孔接触部分的动压活塞杆64上开有5 6个第二平衡槽52 ；第一泄漏油环形槽62的宽度为静压活塞35行程的I. 5 2. O倍。由于米用上述技术方案，本具体实施方式
具有以下积极效果I、本具体实施方式
综合了现场试验与模型试验的优点，既可以模拟列车通过铁轨时对路基产生的载荷，又可以实现实现试验条件的主动控制，填补了轨道路基动力响应原位试验设备的空白，为高速铁路路基动力稳定性研究提供了有效工具。2、本具体实施方式
既可以用于有砟轨道路基动力响应原位试验，也可以用于无砟轨道路基动力响应原位试验，还可以用于轨道路基动力响应模拟试验。3、本具体实施方式
中试验激振波形既可以是正弦、三角、阶跃和脉冲函数等常规波形，也可以是指定函数的波形，且频率和振幅都能在线程序控制调整。4、本具体实施方式
可以实现轨道路基动力响应的一体化自动采集。因此，本具体实施方式
解决了模型与原型结构的相似问题，具有既能实现现场原型试验，又能主动控制试验条件的特点。
权利要求
1.一种路基动力响应原位试验系统，其特征在于油泵(12)与电机(11)同轴联接，油泵(12)的吸油口通过油管与油箱(15)相通，油泵(12)的压油口通过油管与溢流阀(13)的进油口和第一单向阀(10)的进油口分别相通，溢流阀(13)的出油口通过油管与油箱(15) 相通，溢流阀(13)的控制口与第二电磁换向阀(14)的A 口相通，第二电磁换向阀(14)的 T 口通过油管与油箱(15)相通，第二电磁换向阀(14)的P 口堵死；第一单向阀(10)的出油口通过油管与第一过滤器(9)的进油口相通，第一过滤器(9)的出油口通过油管与电液伺服阀(6)的P 口和第一电磁换向阀⑶的P 口分别相通；电液伺服阀(6)的A 口通过油管与双级伺服液压缸(26)的动压腔(50)的第三工作油口(38)相通，电液伺服阀(6)的B 口通过油管与双级伺服液压缸(26)的动压腔(50)的第四工作油口(41)相通，电液伺服阀(6)的T 口通过油管与冷却器(17)的进油口相通，冷却器(17)的出油口通过第二过滤器(16)与油箱(15)相通；第一电磁换向阀(8)的T 口堵死，第一电磁换向阀(8)的A 口通过油管与第二单向阀 (7)的进油口相通，第二单向阀(7)的出油口通过油管分别与双级伺服液压缸(26)的静压腔(57)的第二工作油口(36)、电磁球阀(18)的A 口和蓄能器(5)相通，双级伺服液压缸(26)的静压腔(57)的第一工作油口(33)与冷却器(17)的进油口相通，电磁球阀(18)的 T 口与冷却器(17)的进油口相通，电磁球阀(18)的P 口堵死；双级伺服液压缸(26)的动压活塞杆(64)的工作端通过弹簧(25)与载荷传感器(24) 的一端联接，双级伺服液压缸(26)的静压活塞杆(63)的工作端与载荷传感器(24)的一端固定联接，载荷传感器(24)的另一端与激振圆盘(23)固定联接，激振圆盘(23)紧压在路基(22)表面上，路基(22)中埋有土压力传感器(21)、加速度传感器(20)和速度传感器(19)，双级伺服液压缸(26)的右端盖(42)通过联接板(30)与液压挖掘机的斗杆通孔和连杆通孔联接；第一压力传感器(29)通过伺服阀座(34)与双级伺服液压缸(26)的动压腔(50)的第四工作油口(41)相通，第二压力传感器(28)通过伺服阀座(34)与双级伺服液压缸(26) 的动压腔(50)的第三工作油口(38)相通，第三压力传感器(27)通过伺服阀座(34)与双级伺服液压缸(26)的静压腔(57)的第二工作油口(36)相通；第一压力传感器(29)与数据采集卡(2)的A/D-7 口电连接，第二压力传感器(28)与数据采集卡(2)的A/D-6 口电连接，第三压力传感器(27)与数据采集卡(2)的A/D-5 口电连接，载荷传感器(24)与数据采集卡(2)的A/D-4 口电连接，土压力传感器(21)与数据采集卡(2)的A/D-3 口电连接，加速度传感器(20)与数据采集卡(2)的A/D-2 口电连接，速度传感器(19)与数据采集卡(2) 的Α/D-l 口电连接；伺服放大器⑷的一端与电液伺服阀(6)的电磁铁电连接,伺服放大器(4)的另一端与PID控制器(3)的一端电连接，PID控制器(3)的另一端与数据采集卡(2) 的D/A-1 口电连接，数据采集卡(2)和计算机辅助测试软件(I)安装在计算机内。
2.根据权利要求I所述的路基动力响应原位试验系统，其特征在于所述的双级伺服液压缸(26)的结构是双级伺服液压缸(26)由静压缸和动压缸组成,静压缸和动压缸的缸体(32)为一整体， 缸体(32)的前半部分为静压缸，后半部分为动压缸，静压缸和动压缸之间设有缸体隔断 m ;静压缸包括左端盖(31)、静压活塞(35)和静压活塞杆(63);静压活塞杆(63)为空心圆柱体，静压活塞杆(63)同中心地安装在静压缸的静压腔(57)内，静压活塞杆(63)的工作端穿过左端盖(31)，静压活塞(35)安装在静压活塞杆(63)上，静压活塞(35)的一侧紧贴静压活塞杆(63)的轴肩，静压活塞(35)另一侧的静压活塞杆(63)上装有弹簧垫圈(55) 和螺母(56);动压缸包括右端盖(42)、动压活塞(39)和动压活塞杆(64)，动压活塞杆(64) 同中心地安装在动压缸的动压腔(50)内，动压活塞(39)安装在动压活塞杆(64)上，动压活塞(39)的一侧紧贴动压活塞杆(64)的轴肩，动压活塞(39)另一侧的动压活塞杆(64) 上装有弹簧垫圈(48)和螺母(47);动压活塞杆(64)的工作端穿过缸体隔断墙中心的通孔和静压活塞杆(63)的中心通孔，动压活塞杆(64)工作端密封槽内装有第九密封圈(65)； 动压活塞杆(64)的末端穿过右端盖(42)，安装罩(45)安装在右端盖(42)的中心位置处； 位移传感器(46)的一端固定在安装罩(45)上，位移传感器(46)的另一端置入动压活塞杆(64)末端的孔内；静压缸的缸体(32)上分别设有与静压腔(57)两侧相通的第一工作油口(33)和第二工作油口(36)，动压缸的缸体(32)上分别设有与动压腔(50)两侧相通的第三工作油口(38)和第四工作油口(41);在缸体隔断墙中心通孔的内壁开有第三泄漏油环形槽(51)，缸体隔断墙的中间位置处设有与第三泄漏油环形槽(51)相通的泄漏油口(37);第一工作油口(33)、第二工作油口(36)、第三工作油口(38)、第四工作油口(41)和泄漏油口(37)分别与伺服阀座(34)对应的阀口相通；左端盖(31)的通孔内壁设有第一泄漏油环形槽(62)，第一泄漏油环形槽(62)通过左端盖(31)上的第一泄漏油通道(61)和静压缸的缸体(32)上的第二泄漏油通道(59)与第三泄漏油环形槽(51)相通；在第一泄漏油环形槽(62)对应的静压活塞杆(63)的内壁处设有第二泄漏油环形槽(66)，第二泄漏油环形槽(66)通过第三泄漏油通道(68)与第一泄漏油环形槽(62)相通；第一泄漏油环形槽(62)的宽度为静压活塞(35)行程的I. 3 2倍。
3.根据权利要求I所述的路基动力响应原位试验系统，其特征在于所述的路基(22)中埋有土压力传感器(21)、加速度传感器(20)和速度传感器(19)是指土压力传感器(21)、 加速度传感器(20)和速度传感器(19)放置在距路基(22)表面50 IOOOmm的深处。
4.根据权利要求I所述的路基动力响应原位试验系统，其特征在于所述的计算机辅助测试软件(I)的主流程为S1-1、初始化变量，计数点η = 0，设置振动波形X、激振频率f和总计数点数N ；Sl-2、D/A-1通道输出振动波形χ和激振频率f的控制电压u ；S1-3、计数点累加η = n+1 ;S1-4、扫描Α/D-l，记录路基振动速度Vn ;扫描A/D-2，记录路基振动加速度An ;扫描A/ D-3,记录土压力Pn ；S1-5、判断η是否大于N，若大于则进行下一步，若小于则返回S1-2 ；51-6、以计数点η为横坐标，分别以路基振动速度Vn、路基振动加速度An和土压力Pn 为纵坐标,绘出路基动力响应参数曲线。
5.如权利要求I 4项中任一项所述的路基动力响应原位试验系统的试验方法，其特征在于试验步骤为52-1、安装、调试所述路基动力响应原位试验系统；S2-2、启动计算机，打开计算机辅助测试软件(I)；S2-3、启动电机(11)，油泵(12)低负荷运转，根据激振力的静力逐步调定溢流阀(13) 的压力，液压系统开始工作；S2-4、给第一电磁换向阀(8)的电磁铁通电；S2-5、当蓄能器(5)达到激振力的静力压力值后，给第一电磁换向阀(8)的电磁铁断电；S2-6、根据激振力的动力逐步调定溢流阀(13)的压力；S2-7、在计算机辅助测试软件(I)中设置振动波形X、激振频率f、总计数点数N;S2-8、开始试验，等待路基动力响应试验的结果；S2-9、将路基动力响应参数曲线存盘打印；S2-10、给电磁球阀(18)通电，蓄能器(5)卸荷；S2-11、关闭电机(11)，液压系统停止工作；S2-12、退出计算机辅助测试软件(I)，关闭计算机。
全文摘要
本发明涉及一种路基动力响应原位试验系统及试验方法。其方案是油泵(12)通过第一单向阀(10)与电液伺服阀(6)的P口和第一电磁换向阀(8)的P口分别相通；电液伺服阀(6)的A口和B口与双级伺服液压缸(26)的第三和第四工作油口(38、41)对应相通，第一电磁换向阀(8)的A口通过第二单向阀(7)分别与双级伺服液压缸(26)的第二工作油口(36)、电磁球阀(18)的A口和蓄能器(5)相通；双级伺服液压缸(26)的工作端通过载荷传感器(24)和激振圆盘(23)紧压在路基(22)表面，系统中的所有传感器均与数据采集卡(2)电连接，数据采集卡(2)和计算机辅助测试软件(1)安装在计算机内。本发明具有既能实现现场原型试验，又能主动控制试验条件的特点。
文档编号G01N3/36GK102607973SQ20121005792
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者万园, 余飞, 傅连东, 姜领发, 曾良才, 毛季, 湛从昌, 秦尚林, 许锡昌, 郑飞龙, 陈善雄, 陈新元, 陈昶龙, 雷斌 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所, 武汉科技大学