[發明專利]一種框架結構跨越地裂縫實驗系統及方法

有效

• 申請號: 201610946169.5
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN106644336B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 熊仲明;張朝;程攀;苑婷婷;韋俊;霍曉鵬;王丙銳;黃漢英;慕雨生;陳軒
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種框架結構跨越地裂縫實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采用剪切模型土箱模擬地裂縫場地：首先采用木板在土箱中預留地裂縫帶位置，周圍土按實際地層土質要求的密實程度和重度進行分層填筑、夯實并分層埋置傳感器，然后取出木板在其位置處填充粉細砂和熟石灰拌合而成的混合物，并按照設計高度來埋置加速度傳感器；

(2)建立上部框架縮尺結構模型，并在模型的每層每個柱點都布置應變片；

(3)將上部框架縮尺結構模型吊裝到土箱中；上部框架縮尺結構模型底部埋入土中；上部框架縮尺結構模型共三跨，中間一跨橫跨地裂縫；

步驟(2)中以1:15比例縮尺建立上部框架縮尺結構模型；步驟(3)中采用吊架將步驟(2)中以1:15比例建立的上部框架縮尺模型吊裝到土箱中；

吊架包括鋼架(11)、底部方鋼(12)和槽鋼(14)；鋼架(11)的頂端是由四根方鋼焊接而成的矩形框，矩形框的四個頂點分別垂直于矩形框平面焊接有四根豎直向下的方鋼，鋼架(11)的底端為兩根互相平行方鋼，各焊接在一對垂直于矩形框平面的方鋼的端頭之間；鋼架(11)底端的兩根方鋼上等距離設置有若干螺栓孔(15)；若干底部方鋼(12)通過螺栓垂直固定在鋼架(11)底端的兩根方鋼之間；兩個槽鋼(14)槽口向上的分別通過螺栓安裝于鋼架(11)的底端兩側的底部方鋼(12)的下端面；鋼架(11)的頂端矩形框上設置有若干吊鉤；底部方鋼(12)中軸線距離等于被吊裝每列獨立基礎中軸線距離。

2.根據權利要求1所述的一種框架結構跨越地裂縫實驗方法，其特征在于，步驟(1)中土箱內壁內層采用厚度為0.8mm的橡膠薄膜，并用泡沫膠貼于土箱的箱壁內表面；土箱橡膠膜壁粘貼3cm厚聚苯乙烯泡沫塑料板，尺寸與土箱的箱體側壁框架相同。

3.根據權利要求1所述的一種框架結構跨越地裂縫實驗方法，其特征在于，步驟(1)中填土前，首先將從待研究地裂縫附近采集的土體進行晾曬過篩后裝袋，并測得其含水率，于單層模型土夯實后體積固定，按照場地各層土體的參數，計算出制作每層模型土所需土體重量和含水率，按照所需量稱重已過篩土樣，同時計算出達到模型土含水率時的所需水量，用噴壺進行均勻噴灑后以滿足含水率的要求；步驟(1)中的夯實是在預夯實土體表面鋪設木板，再采用夯機進行夯實作業，每層夯實至預定高度后，將土體表面拉毛，以促進上下層的粘結。

4.根據權利要求1所述的一種框架結構跨越地裂縫實驗方法，其特征在于，步驟(1)中加速度傳感器布置：加速度計整體分三層布設，每層加速度計沿著振動方向中線位置間隔布置，并且地裂縫兩側布置的密集，靠近土箱兩側布置的松散；土箱外壁也設置加速度計和位移計。

5.根據權利要求1所述的一種框架結構跨越地裂縫實驗方法，其特征在于，步驟(1)中預埋的加速度傳感器進行防水處理：采用立方體有機玻璃盒對加速度傳感器進行防水處理，通過計算得出立方體玻璃盒邊長，使得加速度傳感器和有機玻璃盒的整體密度等于所埋位置土體密度，使用螺栓把加速度傳感器固定在立方體有機玻璃盒底部，以保證加速度傳感器正確感受被測量體的振動，然后用硅膠將立方體有機玻璃盒密封，最后用保鮮膜對立方體有機玻璃盒進行包裹；現場布設加速度傳感器時采用挖填的方式以防止其傾斜或者移位。

6.根據權利要求1所述的一種框架結構跨越地裂縫實驗方法，其特征在于，吊裝具體包括以下步驟：

1)將兩個槽鋼(14)分別布置于兩個底部方鋼(12)下部并采用螺栓連接；

2)將底部方鋼(12)布設于上部框架縮尺結構模型的獨立基礎的預制模板下，有槽鋼(14)連接的兩個底部方鋼(12)放置在無槽鋼連接的底部方鋼(12)兩側；

3)整個上部框架縮尺結構模型的混凝土完成澆筑并養護完成后，將鋼架(11)吊到底部方鋼(12)上方，采用螺栓連接；

4)在土箱中挖溝槽，溝槽數量與吊架底部方鋼(12)數量相同；溝槽之間的間距等于底部方鋼(12)之間的間距；

5)進行吊裝，吊到高于溝槽位置正上方時，松開槽鋼(14)和底部方鋼(12)連接的螺栓，取下槽鋼(14)，然后吊至預定位置，底部方鋼(12)落入溝槽中；

6)松開所有螺栓，鋼架與底部方鋼(12)分離，將底部方鋼(12)沿溝槽抽出，完成上部框架縮尺結構模型的吊裝。