一種加載單元及加載裝置，包括呈平行排布的第一反力架和第二反力架、兩端分別連接所述第一反力架和所述第二反力架的連接桿、固定于所述第一反力架朝向所述第二反力架一側的液壓千斤頂、連接于所述液壓千斤頂的伸縮端的彈性實時轉化機構，所述液壓千斤頂和所述彈性實時轉化機構均位于所述第一反力架和所述第二反力架之間，所述彈性實時轉化機構包括呈平行排布的上壓板和下壓板、以及設于所述上壓板和所述下壓板之間且兩端分別連接所述上壓板和所述下壓板的彈性蓄能組件，所述上壓板連接于所述液壓千斤頂的伸縮端。

技術領域

本發明涉及巖土工程室內試驗加載設備領域，具體而言，涉及一種加載單元及加載裝置。

背景技術

長大隧道為諸多交通工程、水利水電工程不可或缺的組成部分。作為典型的地下工程，初始地應力場的存在直接決定工程的施工與運營狀態。作為研究地下工程施工過程力學的三大手段之一的室內模型試驗，如何營造真實的初始地應力場、科學的模擬材料配比和保持正確的邊界條件是試驗結果是否可信的關鍵。

對于初始地應力場的建立，目前普遍采用液壓千斤頂的加壓方式來完成。通過不同數量的千斤頂進行合理的組合，可以獲得必須的初始地應力場，但是在隧道開挖后，由于巖土體的徑向卸載會產生位移。而現在采用的加載系統在模擬隧道開挖卸載過程中普遍存在荷載中斷、不能實時施加的現象導致千斤頂不能實時提供壓力，導致邊界條件失真，從而使擾動后的應力場偏離真實應力場，所以不能真實模擬隧道施工的影響，比如圍巖的穩定性、巖爆、大變形等典型問題?，F在采用的加載系統在隧道開挖卸載過程中普遍存在荷載中斷、不能實時施加的現象，該現象直接影響室內模型試驗地應力場的變異連續性，導致隧道開挖后的二次應力場、支護結構施作后的三次應力場、最終的穩態應力場都將產生失真現象；另一方面，面對特殊的地質情況，如大變形、巖爆、高壓突水等地質災害，現在廣泛采用的加載裝置無法科學模擬，導致試驗結果出現偏差，甚至錯誤，不能合理有效的指導設計與施工，其中的一個主要原因就是加載體系的失真，為了從根本上解決這一難題，必須對加載裝置這一關鍵性構件進行突破。

發明內容

本發明的目的在于提供一種加載單元及加載裝置，應用在壓縮試驗中，能夠對實驗試件模擬營造出真實的初始地應力場，并適應巖土工程施工過程中的地應力場的變化，具有操作簡單、成本低、實驗準確性高的優點。

本發明的實施例是這樣實現的：

本發明實施例的一方面，提供一種加載單元，包括：呈平行排布的第一反力架和第二反力架、兩端分別連接所述第一反力架和所述第二反力架的連接桿、固定于所述第一反力架朝向所述第二反力架一側的液壓千斤頂、連接于所述液壓千斤頂的伸縮端的彈性實時轉化機構，所述液壓千斤頂和所述彈性實時轉化機構均位于所述第一反力架和所述第二反力架之間，所述彈性實時轉化機構包括呈平行排布的上壓板和下壓板、以及設于所述上壓板和所述下壓板之間且兩端分別連接所述上壓板和所述下壓板的彈性蓄能組件，所述上壓板連接于所述液壓千斤頂的伸縮端。

可選地，所述液壓千斤頂的數量為多個。

可選地，所述彈性蓄能組件為壓縮彈簧。

可選地，所述壓縮彈簧的數量為多個，所述多個壓縮彈簧陣列排布于所述上壓板和所述下壓板之間。

可選地，所述彈性蓄能組件為壓縮氣囊。

可選地，所述壓縮氣囊的數量為多個，所述多個壓縮氣囊陣列排布于所述上壓板和所述下壓板之間。

可選地，所述連接桿包括多根呈并列排布的螺桿，所述多根螺桿的一端均固定連接于所述第二反力架，所述多根螺桿的另一端貫通穿過所述第一反力架，且所述多根螺桿的另一端均旋擰有調節螺母，所述調節螺母位于所述第一反力架背離所述液壓千斤頂的一側。

可選地，所述第一反力架和所述第二反力架均為一矩形的板體結構，所述螺桿的數量為4根。