[發(fā)明專利]豎向加載多層剪切模型箱

在審

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• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105738196A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳紅剛;艾揮;陳小云
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵西北科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/24;G01N1/28
• 代理公司: 甘肅省知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 張克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測試領(lǐng)域，具體涉及一種大型振動臺試驗(yàn)?zāi)Ｐ屯料洹?/p>

背景技術(shù)

近來由地震引起的滑坡等次生災(zāi)害越來越受到人們的重視。隨著震后土體的各項(xiàng)性能參數(shù)發(fā)生變化，滑坡災(zāi)害防治設(shè)計(jì)選擇滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)的正確與否成為震后工程防治成敗的關(guān)鍵。為了能夠得到理想的試驗(yàn)結(jié)果，研究者在模型箱的設(shè)計(jì)和制作方面開展了許多富有意義的研究工作。

現(xiàn)有大型層狀剪切箱，不能模擬深厚土層的振動響應(yīng)，尤其是50m以上的深厚土層。而一種能加載的層狀剪切箱，雖然能夠?qū)ι詈裢翆邮┘佑行鷫海珒H限于土層沿水平向振動(X向)，缺少對圍壓的校核，不能模擬土層的雙向振動(X、Z)，使得試驗(yàn)結(jié)果會有較大差異。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能加載且同時(shí)有效模擬深厚土層雙向振動效應(yīng)的剪切模型箱，以解決現(xiàn)有層狀剪切箱不能模擬土層的雙向振動，使得試驗(yàn)結(jié)果會有較大差異的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種豎向加載多層剪切模型箱，包括底板、模型土箱主體、反力系統(tǒng)、滾動滑輪、鋼板支架、激光位移傳感器、傳感器出線孔，反力系統(tǒng)包括反力鋼板及與其相連的反力支架，底板上固定有模型土箱主體，模型土箱主體中縱向設(shè)有層狀框架，相鄰兩層框架之間均設(shè)置有軸承和滑槽，所述模型土箱主體的頂部設(shè)有加載裝置，所述加載裝置包括彈簧、頂板、帶刻度尺的薄鋼板、螺栓，彈簧上部設(shè)有頂板，彈簧的底部設(shè)在反力鋼板上，帶刻度尺的薄鋼板對稱垂直設(shè)置在反力鋼板的兩側(cè)，其底部固定在反力鋼板上。

優(yōu)選地，所述反力支架布置在模型土箱主體的前后兩側(cè)。

優(yōu)選地，所述滾動滑輪的兩側(cè)設(shè)有與反力鋼板底部連接的側(cè)限板。

優(yōu)選地，層狀框架底部中間設(shè)有限位鋼板。

優(yōu)選地，所述底板內(nèi)和模型土箱主體內(nèi)側(cè)均設(shè)有內(nèi)置的壓力盒。

優(yōu)選地，所述模型土箱主體內(nèi)側(cè)設(shè)有緩沖層。

優(yōu)選地，所述鋼板支架固定在底板上，位于模型土箱主體的側(cè)面，鋼板支架的兩側(cè)由垂面和斜面組成，激光位移傳感器設(shè)在鋼板支架的上。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1.在振動臺試驗(yàn)中，通過螺栓8壓縮彈簧7施加荷載，最后通過承壓鋼板將壓力均勻傳遞至土體。試驗(yàn)中將彈簧壓縮量與帶刻度尺的薄鋼板9對應(yīng)，便可得到荷載值。

2.在試驗(yàn)過程中，該層狀剪切模型箱實(shí)現(xiàn)了雙向振動（X、Z方向），且該土箱主體不會限制土層在振動方向上的運(yùn)動，允許模型土箱主體有較大幅值的振動，更能真實(shí)模擬深厚土層在地震作用下的動力響應(yīng)。

3.底板布置正弦式壓力盒，可對試驗(yàn)測試土層的圍壓，側(cè)壓力系數(shù)進(jìn)行測定，可反推震后土體的應(yīng)力狀態(tài)，分析其可能的破裂位置。

4.模型土箱主體的內(nèi)側(cè)設(shè)有與土體剛度相近緩沖層，使得土體和模型土箱主體在長度方向上的變形相似，并且可減小土體與模型土箱主體的相互作用和減小壓縮波的產(chǎn)生。

5.鋼板支架上均安裝有激光位移傳感器，能夠全過程監(jiān)測土體的剪切變形。

6.本裝置，安裝、拆卸方便，且試驗(yàn)過程安全，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說明

圖1是一種豎向加載多層剪切模型箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是一種豎向加載多層剪切模型箱的側(cè)視圖；

圖3是一種豎向加載多層剪切模型箱中反力系統(tǒng)的俯視圖；

圖4是一種豎向加載多層剪切模型箱的試驗(yàn)過程圖。

附圖標(biāo)記含義如下:1.底板；2.模型土箱主體；3.加載裝置；4.承壓鋼板；5反力鋼板；6.頂板；7.彈簧；8.螺栓；9.帶刻度尺的薄鋼板；10.滾動滑輪；11.側(cè)限板；12.緩沖層；13.鋼板支架；14.激光位移傳感器；15.壓力盒；16.軸承；17.限位鋼板；18.傳感器出線孔；19.滑槽；20.反力支架；21.層狀框架；131.垂面；132.斜面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。