DLT 5102-1999 土工离心模型试验规程.pdf
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1、土工离心模型试验规程 DL/ T 5 1 0 2 - 1 9 9 9 DL/ T 5 1 0 2 - 1 9 9 9 目次 前言 , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 6 4 1 范围 . . . . . . . . . . . . . .
2、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , , , 1 0 6 6 2 引用标准 4 , , , , , , 1 0 6 6 3 术语 , , , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , , , 1 0 6 6 4 总则 , , , , , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 6 7 5 试验设备 4 ,
3、, , , , , , , , 1 0 6 8 6 模型制作 , 1 0 6 9 7 试验步骤 4 , , 1 0 6 9 8 试验资料 4 , , , , , , 4 , , , 一1 0 7 1 9 记录表格 , , , , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 7 2 附录A( 提示的附录)物理量变换表 1 0 7 3 1 范 围 1 . 0 . 1 本规 程规定了土工离 心模型实 验中, 试验设备的主要组成部件、 模型制作方法、 试 验操作程序和试验数据采集
4、与资料整理的要求 1 . 0 . 2 本规程 适用于各类岩土工程构筑物的模型试验, 如土石坝、 路堤、 开挖边坡、挡土 构筑 物、 地下隧 道和厂房等,以 及其他模拟原型构筑物重 力的 试验 2 引用标准 下 列标准所包含的条文, 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时, 所示 版本均为有效。所有标准都会被修订, 使用本标准的各方 应探 讨使用下列 标准最新版本 的可能性。 G B / T 1 5 4 0 6 -1 9 9 4 土工 仪器的 基本参数及通用技术条 件 G B / T 5 0 1 2 3 -1 9 9 9 土工 试验方法标准 S L 2 3 7 -1 9 9 9 土
5、工试验规程 3 术语 3 . 0 . 1 模型率 s c a li n g f a c t o r 原 形几 何尺寸 与模型几何尺寸的比 值。 3 . 0 . 2 离心加速度 二 n t ri f u g e a c c e l e r a t io n 离 心机 转臂 转动时, 沿半径方向所产生的加速度, 其方向与向心加速度方向相 反, 大小 相等, 其值与转臂的转速和考察点至转轴轴心距有关。 3 . 0 . 3 有效加速度 e f f e c t i v e a c c e l e r a t io n 有效荷重质心的离心加速度。 3 . 0 . 4 试验加速度 t e s t i n g
6、 a c c e le r a t i o n 模型质心的离心加速度。 3 . 0 . 5 模型箱c o n t a i n e r 用以制作 模型和 安装仪器的 箱体, 是模型与吊篮之间的连接部件。 3 . 0 . 6 有效荷重e f f e c t i v e lo a d 吊 篮所 承受 荷重的 质量, 包括模型 箱体、 模型、 量 测仪器 和安 装架、 电 缆等的 质量总 和。 3 . 0 . 7 平衡荷重 b a l a n c i n g l o a d 平衡有效荷重的质量。 3 . 0 . 8 模型荷重m o d e l lo a d 模型材料的总质量 3 . 0 . 9 转动半
7、径 r o t a t i n g r a d i u s 1 0 6 6 转臂转动时,吊篮底板至转动轴心的距离 3 . 0 . 1 0 有效半径e f f e c t i v e r a d i u s 有效荷重的质心至转动轴心的距离。 3 . 0 . 1 1 平衡半径 b a l a n c in g r a d i u s 平衡荷重质心至转动轴心的距离。 3 . 0 . 1 2 试验半径 t e s t i n g r a d iu s 模型质心至转动轴心的距离。 3 . 0 . 1 3 有效荷重质心 m a s s c e n t e r o f e f f e c t i v e l
8、 o a d 组成有效荷重的各部分质心的合成质心。 3 . 0 . 1 4 平衡荷重 质心 二 a s s c e n t e r o f b a la n c i n g lo a d 组成平衡荷重的各平衡块质心的合成质心 3 . 0 . 1 5 模型质心 c e n t e r o f m o d e l m a s s 组成模型的各种材料质心的合成质心。 3 . 0 . 1 6 允许加速度误差 p e r m i s s i b le e r ro r o f a c c e l e r a t io n 距模型质心最远点的 加速度对模型质心加速度的相对误 差。 3 . 0 . 1 7
9、离心机最大容量 m a x i m u m c a p a c i t y o f c e n t r i f u g e 离心机的最大加速度与最大有效荷重质量的乘积。 3 . 0 . 1 8 有效容量 e f f e c t iv e c a p a c i t y 离心机的试验加速度与有效荷载的乘积。 4总则 4 . 0 . 1 模型试验应按符合相似律要求和允许的误差,选择模型尺寸、模型材料 ,使之能正 确模拟原型物体的应力、应变及其工作性状。 4 . 0 . 2 模型设计应按离 心机的基本 参数进行, 如转动半径、吊篮尺寸、 有效荷重和允许最 大加速度等。根据相似原理和试验要求, 确定与
10、此相关的 相似 条件,选 择模型试 验参数。 试 验离心力应小于离心机允许的最大离心力。 4 . 0 . 3 根据模型尺寸和原型构筑物的尺寸.按式 ( 4 . 0 . 3 )确宁撑型率 、 : 丛 L二 ( 4. 0. 3 ) 式中 : L , 原 型 构 筑物 尺 寸; L m 模型尺寸。 4 . 0 . 4 试验加速度应小于离心机允许的最大加速度,有效荷重质量应小于离心机允许的最 大质量。按式 ( 4 . 0 . 4 )计算试验加速度: a , 一 IL m g ( 4. 0. 4 ) 式中: 9 重力加速度 4 . 0 . 5 制作模型的 材料应采用 原型 材料, 并具有与原型材料相同的
11、物理力学性质, 或采用 符合相似律的替代材料。 1 0 6 7 5 试验设备 5 . 0 . 1 土工离心机的各组成部件 ( 见图5 . 0 . 1 ) ,包括转动机构 ( 图中 1 , 2 及7 -9 ) 、传动 机构 ( 图中3 -6 ) , 辅助 设备 ( 润滑系统、 冷 却系统、 供 水系统、 报 警系统) 。 1 )转动机构中的平衡重可以和吊篮同步摆动,也可以固定在转臂上。 2 )润滑系统指转动轴、轴承、减速器等工作时的供油回路系统。 3 )冷却系统是指离心机运转时, 保证轴承、 减速器的机械冷却及使离心机室内温度控 制在4 一 4 0 的采用风冷或水冷的 循环散热系统。 5 . 0
12、 . 2 模型箱的 几何尺寸及形状应根据试验要 求选定, 如圆柱形、 方形或长方形,不管哪 种类型的 模型箱 都应满足以 下要求: 1 ) 制造模型箱的材料应为强度高、 刚度大的轻型材料, 如 铝合金等。 2 ) 模型箱如有一侧为有机玻璃窗, 有机玻璃面应透明无刻痕、 无裂缝, 有足够的强度。 3 )模型箱应有供水、排水系统和安装量测设备的装置,并要求在箱室内充满水时,承 受设计加速度情况下不漏水。 4 ) 模型箱的 底板和周边在最大荷载作用下的挠度应不大于O . l m m , 5 ) 新模型箱使用之前应在满荷载和 加速度为 1 . 2 5 a ( a 设计允许的加速度)的作 用下进行检验。
13、 5 . 0 . 3 量侧设备包括前置放大器和各类传感器 ( 孔隙压力、 位移、土压力和加速度等传感 器) 、 数据采集、 摄像设备 ( 见图5 . 0 . 1 中 1 0 , 1 1 )等。传感器在使用之前应进行静力标 定, 应取不少于5 0 % 的 传感器按试验要求进行加速度考核, 其误差范围 应符合G B / 1 1 5 4 0 6 的规定。 5 . 0 . 4 附属设备包括分析筛、 制模用具、 台秤 感量小于0 . 0 0 1 t , t 为有效荷重)和取样 器等。 图 5 . 0 . 1 土工离心机 1 一转 轴 ; 2 一平衡 重3 一 电动机及整 流系统4 -砖 动 轴:5 一
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