一、設(shè)備簡介

該系統(tǒng)主要用于模擬高速公路邊坡土層，溝渠及水庫坡底加固段，巖土開采、隧道挖掘、礦物開采、有色金屬開采、煤炭開采等巖土層變化的試驗(yàn)過程。通過伺服加載作動(dòng)器，可實(shí)現(xiàn)巖土應(yīng)力的模擬試驗(yàn)。

可通過填充不同相似材料，模擬各類復(fù)雜的巖土環(huán)境。正面大面積觀察窗能夠更好的觀察，記錄試驗(yàn)過程中各類變化。采用自平衡設(shè)計(jì)理念，安裝時(shí)無需反力地槽。

該模型加載系統(tǒng)由：模型箱裝置、伺服作動(dòng)器一套、力值傳感器、位移傳感器、控制軟件、電液伺服油源、電腦，傾角及水淋系統(tǒng)等組成；

可檢測試驗(yàn)內(nèi)容：

1. 巖土開采

2. 隧道挖掘

3. 礦物開采

二、模型箱裝置

1. 試驗(yàn)裝置由1套自平衡工作臺(tái)、1套網(wǎng)格式前擋板、1塊高強(qiáng)度鋼化玻璃、2套模塊化側(cè)擋板、1套模塊化后擋板、3件可拆卸模塊、2根立柱、1根橫梁、1套作動(dòng)器、1套工裝夾具及測控系統(tǒng)組成。

2. 設(shè)備整體外觀尺寸為2000×1800×2700（長×寬×高），內(nèi)部可用空間為800×800×1000（長×寬×高）

3. 模型箱與工作臺(tái)螺栓連接，下層地板為復(fù)合結(jié)構(gòu)，預(yù)置角度油缸和類搓板底板，

4. 工作臺(tái)可承受靜態(tài)承載力為2500KN（10mpa），反力架可承受靜態(tài)承載力為3000KN，整套設(shè)備可承受豎向靜態(tài)承載力為3000KN。

5. 大行程作動(dòng)器可提供2500KN的豎向加載力。

6. 各連接面進(jìn)行精密機(jī)械加工，反力架整體進(jìn)行退火處理，消除殘余應(yīng)力；

7. 主要安裝面預(yù)留安裝接口及功能擴(kuò)展接口。

8. 所有鋼構(gòu)件均采用Q355B 結(jié)構(gòu)鋼，符合國標(biāo)檢測標(biāo)準(zhǔn)，各連接面均進(jìn)行機(jī)加工。

9. 采用E5003～E5016 系列焊條焊接。

10. 立柱，橫梁焊接角度尺寸公差±35′，焊接件線度尺寸公差±4.5mm(L<4m)，±8.0mm(L>4m)。

11. 各鋼構(gòu)件外表面進(jìn)行噴砂除銹處理后，并立即噴涂環(huán)氧富鋅底漆二遍，面漆二遍。

12. 立柱及所有梁上按模數(shù)設(shè)置的孔均采用模鉆或數(shù)控加工的方式，孔間距誤差不大于0.2mm。

三、雨淋系統(tǒng)（如圖示）

通過調(diào)整水泵流量，及噴頭角度和噴頭數(shù)量實(shí)現(xiàn)點(diǎn)雨量的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)模擬小雨中雨暴雨及山洪暴發(fā)時(shí)的特定形態(tài)，驗(yàn)證不同土質(zhì)角度時(shí)的抗沖刷性能。

試樣壓縮完成后拆掉圍板，將雨林系統(tǒng)模擬車推入框架，連接水路后根據(jù)需要調(diào)整出水量及噴淋角度，通過液壓系統(tǒng)調(diào)整角度油缸的位置，實(shí)現(xiàn)不同傾角。

四、多通道協(xié)調(diào)加載控制軟件

1. 該產(chǎn)品使用功能強(qiáng)大的AJTestV3.0全數(shù)字多通道伺服控制系統(tǒng)。由伺服作動(dòng)器、負(fù)荷傳感器、位移傳感器、全數(shù)字閉環(huán)控制軟件與計(jì)算機(jī)再加上伺服液壓站共同組成一個(gè)閉環(huán)的測量控制操作系統(tǒng)，因此，可以設(shè)置和選擇各種試驗(yàn)規(guī)程，可以自動(dòng)精確地控制試驗(yàn)過程，并自動(dòng)測量各階段試驗(yàn)參數(shù)，保證了試驗(yàn)的高精度。

2. 該專用試驗(yàn)軟件是在windows平臺(tái)下開發(fā)的，保證試驗(yàn)操作簡便和通用性，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、保存、傳輸容易和便捷，試驗(yàn)過程曲線在顯示器上實(shí)時(shí)顯示。

3. 可實(shí)現(xiàn)長時(shí)間連續(xù)快速加荷、保載和卸載，等速率加荷、長時(shí)間保載、等速率卸載、等速率位移等閉環(huán)控制。

4. 軟件主界面主要功能包括：恒應(yīng)力控制、恒位移控制、恒變形控制、恒位移速度控制、恒力速度控制、恒變形速度控制，可設(shè)置一定的循環(huán)步驟。并可在多種控制方式間實(shí)現(xiàn)無沖擊轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)閉環(huán)控制。

上圖例：反復(fù)加載試驗(yàn)曲線

5. 編程控制功能舉例：

u 第1步:位移控制：0.8(mm/s),目標(biāo)載荷：10（kN），保持時(shí)間20秒。

u 第2步:載荷控制：2（kN/s）,目標(biāo)應(yīng)力：30（MPa），保持時(shí)間1分鐘。

u 第3步:位移控制：0.5(mm/s),目標(biāo)載荷：80kN，保持時(shí)間1小時(shí)。

u 可靈活設(shè)置，操作性更強(qiáng)！

6. 可顯示多種曲線：力-時(shí)間、力-位移、位移-時(shí)間、力-變形、變形-時(shí)間等。

7. 軟件界面集成控制功能，可設(shè)置控制方式，功能強(qiáng)大，獲得全國科研工作者的熱烈好評(píng)。

8. 數(shù)據(jù)采集和分析功能：能對(duì)試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集，對(duì)試驗(yàn)特性曲線實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。

9. 可處理試驗(yàn)力、位移、時(shí)間、變形的曲線。

10. 過載和限位保護(hù)功能：具有軟件和機(jī)械兩級(jí)限位保護(hù)，負(fù)荷超過額定值的10%時(shí)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)。

11. 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)庫管理方式，便于查詢和維護(hù)。

五、大行程高精度伺服油缸

液壓油缸的密封元件全部采用進(jìn)口專用高速密封元件。活塞桿的支撐打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用非金屬支撐、大間隙設(shè)計(jì)，具有高速不燒結(jié)自潤滑的特點(diǎn)。伺服直線作動(dòng)器振幅極限位置設(shè)計(jì)液壓緩沖區(qū)，避免運(yùn)行失控對(duì)作動(dòng)器產(chǎn)生損傷。

大行程高精度伺服油缸1只.

u 試驗(yàn)壓力：2500kN；

u 行程：400mm；單出桿雙作用；

u 速度：0.1～100mm/min（可快速升降、也可恒應(yīng)力保持）

u 試驗(yàn)精度：±1%

u 作動(dòng)器位移分辨率：0.001mm

u 力分辨率：1/500000碼；

u 試驗(yàn)力有效測量范圍：1%-99.9%；

u 配置高精度力傳感器

u 配置位移傳感器測量；

六、電液伺服*油源

伺服泵站：伺服泵站是新型*油源，采用伺服電機(jī)帶動(dòng)油泵提供動(dòng)力，可根據(jù)不同加載力自動(dòng)選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速，提供恒定的持續(xù)的動(dòng)力來源。該系列產(chǎn)品具有使用方便，壓力輸出穩(wěn)定，可靠性好、噪音低等特點(diǎn)。整體性能與產(chǎn)品技術(shù)水平相當(dāng)。該系列泵站額定壓力可在0-40MPa內(nèi)無級(jí)調(diào)整，系統(tǒng)流量可根據(jù)試驗(yàn)要求調(diào)整流量，節(jié)約能源。該系列泵站已泛應(yīng)用于各種電液伺服加載試驗(yàn)系統(tǒng)。

泵站由金屬框架外殼、油箱、油泵電機(jī)組、管路、電控系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)等部分組成。

泵站油箱采用全封閉設(shè)計(jì)，防止外界雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)對(duì)液壓油的污染。

油泵、電機(jī)組配置采用串聯(lián)雙彈性支撐方式，配合減震機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步減少泵站噪音。

采用多組油泵電機(jī)組并聯(lián)，可根據(jù)試驗(yàn)要求任意組合使用，節(jié)約能源。

系統(tǒng)壓力調(diào)整：采用PID自適應(yīng)功能調(diào)定系統(tǒng)壓力，控制液壓系統(tǒng)溢流量以降低調(diào)壓誤差；為電液伺服試驗(yàn)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的系統(tǒng)壓力,壓力輸出精度±0.01。

由主溢流閥、進(jìn)回油路、安全閥和換向閥、精密濾油器組成的液壓模塊用于調(diào)整泵站輸出系統(tǒng)壓力及精密過濾，可有效防止液壓系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的沖擊；

泵站配置吸油過濾器、精密過濾器、回油過濾器三道過濾保護(hù)，其中精密過濾器過濾精度為5μm，保護(hù)液壓油不受污染。

泵站配置溫控表，液位計(jì)、壓力傳感器等必要傳感器；具有油溫報(bào)警、液位報(bào)警、電機(jī)過載保護(hù)等多種安全報(bào)警功能。

標(biāo)配高精度5μm高壓濾油器。

電機(jī)功率：1.5kW；

無需任何冷卻系統(tǒng)，無需室外冷卻塔建設(shè)，更加節(jié)能環(huán)保，無噪音污染；