用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置

技术领域

本发明属于管道检测应用技术领域，尤其涉及一种用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置。

背景技术

随着城市的不断发展，管道埋深不断增加，土压力对埋地管道响应的影响也愈加突出。国内外管道外荷载试验普遍采用环刚度测试方法，采用的加载方法与埋地管道的荷载分布形式有较大差别，一方面，不能模拟实际埋地管道受到的土体围压荷载，另一方面，不能考虑管道侧向土体对管道的约束。因而，采用环刚度方法测试的管道外压性能，与实际管道外压性能有较大差异。

管道在实际运行中，外压会使管道发生变形，在荷载较大的情况下管道甚至会发生破坏。为此，如何在充分考虑不同管道材料、不同管道埋地深度、不同土壤情况的影响，有效的对管道承受外荷载的能力进行测试是目前管道生产厂家的重点研究方向。

发明内容

本发明针对上述的现有地埋管道荷载测试所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、加工方便且能够实现精准测试的用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置，包括底座以及设置在底座上的固定架，所述固定架上设置有压力驱动器，所述压力驱动器的动力端朝向底座设置，所述压力驱动器的动力端连接的加载钢板，所述加载钢板的下方设置有试验土箱，所述试验土箱包括底板、设置在底板两侧的侧板以及设置在底板前后两端的挡板，所述挡板上设置有管道放置孔，所述试验土箱内填充有土体材料，所述试验土箱的底部设置有重力测量机构，所述重力测量机构设置在底座上。

作为优选，所述压力驱动器为液压千斤顶或电动千斤顶。

作为优选，所述加载钢板上设置有位移计。

作为优选，所述侧板和挡板的内表面设置有PVC光滑材料层，所述PVC光滑材料层的外侧设置有润滑油层。

作为优选，所述挡板和底板之间间隔设置，所述挡板上设置有上下贯穿挡板的通孔，所述通孔内插有辅助挡板，所述辅助挡板用于填充挡板和底板之间的空隙。

作为优选，所述挡板和底板之间间隔设置，所述挡板上设置有上下贯穿挡板的通孔，所述通孔内插有若干个插接板，所述插接板用于填充挡板和底板之间的空隙的同时构成新管道放置孔，所述新管道放置孔的直径小于管道放置孔设置。

作为优选，相邻插接板之间插接设置。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

本发明提供一种用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置，可以通过调整施加荷载的大小，模拟管道不同的埋置深度，实现埋地管道外压性能的精确测试；可以通过更换土体材料和管道材料，实现不同土体和管材和埋地管道外压性能测试；可以通过更换不同孔径的管道，实现不同口径管道的埋地管道外压性能测试，可以通过调整土箱尺寸或者更换不同尺寸的土箱，实现埋地管道侧向土体约束效应的影响研究。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置的结构示意图；

图2为实施例2提供的用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置的结构示意图；

图3为实施例3提供的用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置的结构示意图；

图4为实施例3提供的插接板的结构示意图；

以上各图中，1、底座；11、导土槽；2、固定架；21、压力驱动器；22、加载钢板；3、试验土箱；31、底板；32、侧板；33、挡板；331、管道放置孔；332、通孔；34、辅助挡板；35、插接板；351、新管道放置孔；36、导土板；4、重力测量机构。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1所示，本实施例旨在解决现有环刚度测试方法针对管道检测所存在的技术问题，为此，本实施例提供的用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置，包括底座1以及设置在底座1上的固定架2，在本实施例中，底座1呈长方体状设置，固定架2则由设置在底座1四个边角处的立柱以及相离立柱之间的横杆构成，在对称设置的两个横杆之间设置有连接杆，这样，就构成了本实施例的固定架2。

在连接杆上设置有压力驱动器21，压力驱动器21为液压千斤顶或电动千斤顶，在本实施例中，压力驱动器21为电动千斤顶，压力驱动器21的动力端朝向底座1设置，压力驱动器21的动力端连接的加载钢板22。

在加载钢板22的下方设置有试验土箱3，试验土箱3就是现有常见的箱体的结构，试验土箱3包括底板31、设置在底板31两侧的侧板32以及设置在底板31前后两端的挡板33，挡板33上设置有管道放置孔331，这样，在试验的时候，将管道穿过管道放置孔331设置，管道放置孔331的直径大小以略大约管道的直径设置，这样，方便管道的放置。在试验土箱3内填充有土体材料，在试验土箱3的底部设置有重力测量机构4，重力测量机构4设置在底座1上。重力测量机构4为现有的重力传感器，用于获取压力的相关数据。

为了获取加压钢板的位移数据，在加载钢板22上设置有位移计。

为了避免侧板32和挡板33对土体材料产生的摩擦，影响数据的准确性，在本实施例中，在侧板32和挡板33的内表面设置有PVC光滑材料层，PVC光滑材料层的外侧设置有润滑油层。这样设置的目的，能够忽略摩阻力的影响，确保试验的准确性。

具体实施时，通过调整施加荷载的大小，模拟管道不同的埋置深度，实现埋地管道外压性能的精确测试；可以通过更换土体材料和管道材料，实现不同土体和管材和埋地管道外压性能测试；可以通过更换不同孔径的管道，实现不同口径管道的埋地管道外压性能测试，可以通过调整土箱尺寸或者更换不同尺寸的土箱，实现埋地管道侧向土体约束效应的影响研究。

通过上述的设置，有效解决了现有环刚度测试方法所存在的问题。

实施例2，本实施例提供一种用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置

如图2所示，本实施例提供的用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置主要是在实施例1的基础上进行改进，其主要考虑到在更换土体材料的情况下，由于箱体本身的重量加上土体材料的重量，这就使得土体材料的更换效率太低。

为此，在本实施例中，挡板33和底板31之间间隔设置，此处所指的间隔设置是指挡板33和底板31之间存在一定的缝隙，即挡板33的顶面和侧板32水平，但其长度小于侧板32，在本实施例中，长度约为三分之二的长度，为了堵住相关的缝隙，在本实施例中，在挡板33上设置有上下贯穿挡板33的通孔332，在通孔332内插有辅助挡板34，辅助挡板34用于填充挡板33和底板31之间的空隙并与挡板33之间构成管道放置孔331，这样，当将辅助挡板34从通孔332内抽出时，箱体内的土体材料就可以快速的导出，从而方便更换土体。

而为了避免土体材料的乱洒，在本实施例中，在底板31上设置有导土板36，在底座1上设置有导土槽11，这样，将土体扒落在导土槽11内，然后，向底座1的两侧清扫，避免了试验场地的土体乱洒的问题。

实施例3，本实施例提供一种用于埋地管道外压性能测试的土箱荷载装置

如图3、图4所述，本实施例旨在解决实施例2提供的技术方案中试验土箱3更换的问题，由于管径大小的不同，就需要更换不同管道放置孔331的试验土箱3，这样，无形中增加了企业的试验成本，为此，在本实施例中，在挡板33和底板31之间间隔设置，挡板33上设置有上下贯穿挡板33的通孔332，和实施例2一样，挡板33和底板31之间间隔设置，此处所指的间隔设置是指挡板33和底板31之间存在一定的缝隙，即挡板33的顶面和侧板32水平，但其长度小于侧板32，在本实施例中，长度约为三分之二的长度，为了堵住相关的缝隙，在本实施例中，在挡板33上设置有上下贯穿挡板33的通孔332，在通孔332内插有若干个插接板35，插接板35整体呈长方形板状设置，在其一侧设置有凸起，另一侧设置有与凸起相配合的凹槽，这样，相邻的插接板35之间就可以插接固定在一起，而在有的插接板35上设置有缺口，这样，插接板35用于填充挡板33和底板31之间的空隙的同时构成新管道放置孔351，新管道放置孔351的直径小于管道放置孔331设置。

这样，无需更换整个箱体，只需要更换插接板35即可实现不同管道放置孔331的调整，从而应对不同管径的检测。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。