[實用新型]一種砂土液化試驗振動臺

有效

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• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN206362801U
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉世立;崔浩;趙樹釗;楊超;趙龍;汪永勝
• 申請（專利權）人: 西安思源學院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙)11368
• 代理人: 魏秀枝

技術領域

本實用新型涉及土木工程領域，具體涉及一種砂土液化試驗振動臺。

背景技術

液化的砂土往往從地裂縫噴射到地面上來，尤其是在地震的期間。砂土液化往往會加劇地面的開裂，并且液化的砂層在重新沉積之后會加劇上部結構的破壞，因此研究砂土液化是非常有意義的。

在外力或內力(通常是孔隙水壓力)作用下，沙土顆粒喪失期間接觸壓力以及相互之間的摩擦力，不能抵抗剪應力，就會發(fā)生液化。砂土液化后，孔隙水在超孔隙水壓力下自下向上運動。如果砂土層上部沒有滲透性更差的覆蓋層，地下水即大面積溢出地表；如果砂土層上部有滲透性更弱的黏性土層，當超孔隙水壓力超過蓋層強度，地下水就會攜帶砂粒沖破蓋層或沿蓋層裂隙噴出地表，產生噴水冒砂現象。地震、爆炸、機械振動等都可以引起砂土液化現象，尤其是地震引起的范圍廣、危害性更大。砂土液化的防治主要從預防砂土液化的發(fā)生和防止減輕建筑物不均勻沉陷兩方面入手。包括合理選擇場地，采取振沖、夯實、擠密樁等措施，提高砂土密度；排水降低砂土孔隙水壓力；換土；板樁圍封，以及采用整體性較好的筏基、深樁基等方法。

砂土發(fā)生振動液化的基本條件在于飽和砂土的結構疏松和滲透性相對較低，以及振動的強度大和持續(xù)時間長。是否發(fā)生噴水冒砂還與蓋層的滲透性、強度，砂層的厚度，以及砂層和潛水的埋藏深度有關。其液化的類型主要有三種：一是滲透壓力引起的液化，當砂土下部孔隙水壓力達到或超過上覆砂層和水的重量時，砂土就會因喪失顆粒之間的摩擦阻力而上浮，承載能力也全部喪失，從而引起液化現象，地震時出現的地面噴水冒砂現象主要是下部砂層發(fā)生液化造成的；二是單向加荷或剪切引起的液化(或稱流滑)，主要是因為疏松的砂土顆粒骨架在單向剪切作用下發(fā)生不可逆的體積緊縮(即減縮作用)，同時孔隙水又不能及時排出，因而引起孔隙水壓力上升和有效應力下降，直至轉化為液體狀態(tài)造成的，這種現象大多出現在海岸或河岸以及土壩的飽和砂土邊坡中；三是往返加載或剪切引起的液化(又稱往返運動性液化)，大都表現為地震中飽和砂土地基和邊坡的液化破壞，此外，在機器基礎振動爆破等動力作用下也產生這種現象。飽和砂土在往返剪切作用下，當剪應變很小的時，一般都有剪緒現象，都會引起孔隙水壓力上升。隨著剪應力的增大，中等密度以上的砂土則會出現剪膨現象。經過多次往返剪切，由于剪切量和孔隙水壓力的累積，便可出現液化狀態(tài)。

現有技術的缺點一是振動臺的振動方向唯一，不是上下振動就是左右震動，不能充分的模擬出地震時砂土液化的各種條件，因此試驗出的成果若使用在防震的施工中并不能達到實際中的防護效果。二是振動臺的成本比較高，操作不方便。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術中的不足，提供一種砂土液化試驗振動臺，實現了上下左右同時震動和左右單向震動或上下單向震動，從而完美的模擬地震時的砂土液化現象，由此便可將其試驗的結果充分的運用到實際施工中，這樣就能減少各種砂土液化對人們的安全危害和經濟損失。本試驗臺的成本合理，操作簡單，試驗現象清楚。

為實現上述目的，本實用新型公開了如下技術方案：

一種砂土液化試驗振動臺，包括振動臺面、支座、玻璃罩、海綿墊、孔壓傳感器、左右振動加速器、上下振動加速器和計算機：

振動臺面設置在支座上，玻璃罩設置在振動臺面上，左右振動加速器固定安裝在振動臺面上，上下振動加速器固定安裝在振動臺面上，左右振動加速器和上下振動加速器與計算機連接；振動加速器上設有強度傳感器，振動臺面設有頻率傳感器，強度傳感器和頻率傳感器也分別與計算機連接；孔壓傳感器設置在玻璃罩內，孔壓傳感器與計算機連接；玻璃罩內部四周設有防滲水的海綿墊。

進一步的，所述振動臺面為樹脂橡膠材質。

進一步的，所述支座為木結構或者鋼結構。

進一步的，所述玻璃罩上設有用于測量土層厚度的刻度。

進一步的，所述振動臺面尺寸為長1.0m，寬1.0m。

進一步的，所述玻璃罩高80cm。

本實用新型公開的一種砂土液化試驗振動臺，具有以下有益效果：

1.可以讓學生直觀地看到試驗臺的左右上下同時震動、左右單向震動、上下單向震動的砂土液化現象，利于學生的學習和開闊學生的視野。

2.可以運用到抗震施工中，在不同的施工地段中砂土的質量不同，其所承受的抗剪力不同，通過實驗，我們可以得出結論，從而在施工過程中地基的處理做到抗震的效果，如此以來便可減少地震時所帶來的生命安全和財產損失。

3.儀器操作簡單，試驗效果明顯。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖，