[實用新型]一種能加載的層狀剪切模型土箱

有效

• 申請號: 201520099008.8
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN204405424U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 王志華;許振巍;高洪梅;張鑫磊;張宇杰
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本申請涉及一種大型振動臺試驗模型土箱，特別是一種能加載的層狀剪切模型土箱。

背景技術

目前，振動臺試驗仍是液化效應分析的主要手段之一，國內應用于振動臺試驗研究的層狀剪切模型土箱，因無法在土層上有效的加載有效圍壓，其對實際場地的模擬厚度受限于模型土箱的高度?，一般只能模擬2m至3m的土層厚度，無法對深厚土層進行地震效應分析。而實際工程中及研究工作中，經常需要對埋深十余米，甚至是50m以上的土層及其中的構建物進行抗震性能研究。現有的層狀剪切模型土箱難以滿足在振動臺試驗中模擬深厚土層的要求。

實用新型內容

本申請要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種能夠有效模擬深厚土層振動效應的能加載的層狀剪切模型土箱。

為解決上述技術問題，本申請采用的技術方案是：

????一種能加載的層狀剪切模型土箱，包括底板、固定設置于底板上且能夠模擬土層剪切變形的層狀剪切模型土箱本體和設置于層狀剪切模型土箱本體頂部的加壓氣囊，該加壓氣囊外接有高壓加氣鋼瓶；加壓氣囊的頂部設置有一個反力系統。

????所述反力系統包括一塊設置于加壓氣囊頂部的承壓鋼板，該承壓鋼板的頂部設置有一塊反力鋼板；所述承壓鋼板和反力鋼板之間設置有若干組滾動滑輪。

????所述反力系統還包括設置于層狀剪切模型土箱本體兩側的反力架，該反力架的頂部與反力鋼板固定連接。

????所述反力架上還設置有能對滾動滑輪進行限位的定位墊板。

????所述層狀剪切模型土箱本體為層狀框架，相鄰兩層框架之間均設置有滾動軸承。

????所述層狀剪切模型土箱本體主要由相互之間無摩擦的疊環組成。

????所述層狀剪切模型土箱本體的層數為10層，從上至下數，第一剪切層的層高為其它剪切層層高的兩倍。

????所述加壓氣囊的一側或兩側設置有傳感器接線盒。

????所述承壓鋼板上設置有若干個傳感器出線孔。

????所述承壓鋼板上還設置有能用螺絲封閉的排水孔。

本申請采用上述結構后，具有如下有益效果：

1.在振動臺試驗中，通過對加壓氣囊中氣體加壓載荷的控制，從而能夠對土層施加有效圍壓，以模擬深厚土層的應力狀態。

2、在試驗過程中，層狀剪切模型土箱本體不會限制土層在振動方向上的運動，能有效模擬深厚土層在振動荷載作用下的響應。

3、上述排水孔的設置，在制樣過程中，通過對排水孔的封堵控制，能夠嚴格控制排水，從而能較好的控制土樣的飽和度。

附圖說明

圖1顯示了本申請一種能加載的層狀剪切模型土箱的主視圖；

圖2顯示了本申請一種能加載的層狀剪切模型土箱的側視圖；

圖3顯示了承壓鋼板的結構示意圖；

圖4顯示了本申請一種能加載的層狀剪切模型土箱的試驗過程示意圖。

其中有：1.底板；2.層狀剪切模型土箱本體；3.加壓氣囊；4.傳感器出線盒；5.承壓鋼板；6.反力鋼板；7.反力架；8.滾動滑輪；9.滑輪槽；10.傳感器出線孔；11.定位墊板。

具體實施方式

下面結合附圖和具體較佳實施方式對本申請作進一步詳細的說明。

如圖1和圖2所示，一種能加載的層狀剪切模型土箱，包括底板1、層狀剪切模型土箱本體2、加壓氣囊3和一個反力系統。

上述底板1的底部能直接與大型振動試驗臺相連接，并隨著大型振動試驗臺而振動。

上述層狀剪切模型土箱本體2固定設置在底板1上，能夠模擬土層剪切變形。層狀剪切模型土箱本體2的結構有如下兩種優選實施例。

實施例1

層狀剪切模型土箱本體2為層狀框架，相鄰兩層框架之間均設置有滾動軸承。滾動軸承的設置，一方面限制了豎向和側向運動；另一方面，使得框架間能夠在振動方向上相對滑動，從而能夠模擬土層的剪切變形。

實施例2

層狀剪切模型土箱本體2主要由相互之間無摩擦的疊環組成。疊環間能夠在振動方向上相對滑動，從而能夠模擬土層的剪切變形。

上述兩種實施例中，層狀剪切模型土箱本體2的層數均優選為10層，從上至下數，第一剪切層（也即最頂層）的層高為其它剪切層層高的兩倍。如第一剪切層的層高為20cm，則其余9層的層高分別為10cm。這樣設置的好處為：能夠防止加壓氣囊3充氣后進入其它剪切層而發生破壞，起到保護加壓氣囊3的作用。