[實(shí)用新型]土工振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)加卸載裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720256617.9
• 申請(qǐng)日: 2017-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206609591U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武穎利;徐鍇;皇甫澤華;吳志強(qiáng);張世殊;黃英豪;鐘啟明;耿之周;胡金山;馬金根;謝洪毅;李益
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01M7/02
• 分類號(hào): G01M7/02
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所32230
• 代理人: 樊文紅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于土工振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的輔助裝置，具體涉及一種土工振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)加卸載裝置。

背景技術(shù)

振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)可再現(xiàn)各種形式的地震波，用以模擬若干地震現(xiàn)象的初震、主震和余震全過(guò)程，可直觀地了解和認(rèn)識(shí)地震過(guò)程中試驗(yàn)對(duì)象的反應(yīng)特征和破壞現(xiàn)象。振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容已涉及地基與基礎(chǔ)的靜動(dòng)力響應(yīng)分析、建筑液化震陷、堤壩和邊坡的變形及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、土工構(gòu)筑物地震反應(yīng)等巖土工程的眾多研究領(lǐng)域，目前已成為土工抗震研究所采用的一種主要技術(shù)手段。

由于受到振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面尺寸和承載能力的限制，模型地基的土層厚度一般不超過(guò)2m。對(duì)于地基上存在建筑物或試驗(yàn)對(duì)象為深埋土體等具體的工況，若實(shí)際存在的上覆壓力在試驗(yàn)中不能得到相應(yīng)體現(xiàn)，將導(dǎo)致模型地基應(yīng)力狀態(tài)與原型地基的初始應(yīng)力狀態(tài)不符，因此在實(shí)際模擬過(guò)程中需要對(duì)模型地基施加一定的上覆壓力。已有的振動(dòng)臺(tái)上覆壓力加載方式如配重法和氣囊加載法存在不能準(zhǔn)確控制加載面姿態(tài)、不能保證荷載均勻并且豎直施加于地基表面的缺點(diǎn)，尤其在承載力較低的軟弱地層上覆壓力的模擬過(guò)程中，已有的上覆壓力加載裝置由于缺乏力傳遞導(dǎo)向裝置，試驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)加載面傾斜、地層發(fā)生偏壓的現(xiàn)象，造成試驗(yàn)條件與實(shí)際工況不相符合的情形。因此，振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中上覆壓力施加的準(zhǔn)確與否將直接影響振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和可靠性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的在于提供一種土工振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)加卸載裝置，用于實(shí)現(xiàn)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中土體上覆壓力的準(zhǔn)確施加，克服配重、氣囊加載等方式在振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的偏壓或者加載不均現(xiàn)象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模型土體與原型土體的應(yīng)力、變形條件相匹配。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種土工振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)加卸載裝置，包括模型箱、反力框架、加載裝置和數(shù)據(jù)采集裝置；所述加載裝置包括加載板、液壓缸、液壓缸上部管路和壓力總管路；液壓缸上部管路上設(shè)有電磁閥、穩(wěn)壓閥和分流閥，壓力總管路上設(shè)有穩(wěn)壓器；

所述數(shù)據(jù)采集裝置包括傾角傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、控制器和計(jì)算機(jī)；所述反力框架固定設(shè)置于模型箱上部，由井字相交的鍛件梁組成；

所述鍛件梁交匯處設(shè)置通孔，通孔內(nèi)固定設(shè)置液壓缸，每個(gè)液壓缸連接的上部管路上依次設(shè)置電磁閥、穩(wěn)壓閥和分流閥，后通過(guò)壓力總管路連接至穩(wěn)壓器和壓力源；

所述反力框架的下表面與加載板接觸，液壓缸穿過(guò)通孔固定于加載板上表面；

所述加載板下表面安裝傾角傳感器、壓力傳感器和位移傳感器；

所述計(jì)算機(jī)采集傳感器數(shù)據(jù)，用于數(shù)據(jù)分析，并通過(guò)控制器監(jiān)測(cè)傳感器數(shù)據(jù)，控制壓力加載的方向和大小。數(shù)據(jù)采集裝置中傾角傳感器和壓力傳感器安裝在加載板下部表面，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加載板的姿態(tài)以及加載板施加給地基的壓力，并將加載板傾角值和加載板施加給地基的壓力傳輸給控制器和計(jì)算機(jī)；所述控制器同時(shí)用于接收加載板傾角值、加載板施加給模型土體的壓力值，并將傾角、壓力輸出給計(jì)算機(jī)，當(dāng)傾角值、壓力值與加載條件設(shè)定值不符時(shí)，控制器發(fā)出控制指令，進(jìn)而保證加載的方向以及施加壓力的大小的準(zhǔn)確性。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述土工振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)機(jī)加卸載裝置還包括位置控制裝置，所述位置控制裝置包括比例閥和限位器；每個(gè)液壓缸連接的上部管路上依次設(shè)置比例閥、限位器、電磁閥、穩(wěn)壓閥和分流閥，后通過(guò)壓力總管路連接至穩(wěn)壓器和壓力源；位移傳感器和比例閥輸入端相連，比例閥采集位移傳感器信號(hào)并將信號(hào)傳輸至控制器，控制器接收比例閥采集的加載板位移值，通過(guò)電磁閥、比例閥和限位器調(diào)節(jié)液壓缸活塞的位置。采用位置控制裝置能夠在加載壓力前的調(diào)試過(guò)程中調(diào)節(jié)液壓缸活塞的位置；同時(shí)穩(wěn)壓閥和比例閥連接在壓力源通向液壓缸的管路上，并與控制器的輸出端相連，用以保證輸入液壓缸的壓力和行進(jìn)位移的穩(wěn)定性，起到保護(hù)液壓缸和精確控制液壓缸活塞行進(jìn)的作用。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鍛件梁交匯處設(shè)置為圓盤(pán)形，圓盤(pán)上設(shè)置圓形通孔，圓形通孔周圍設(shè)置螺栓盲孔；液壓缸活塞向下豎直安裝在反力框架預(yù)留通孔內(nèi)，液壓缸通過(guò)螺栓和通孔周圍的螺栓盲孔固定，液壓缸活塞下部的加壓頭與加載板的上表面通過(guò)銷釘以鉸接的方式連接；所述反力框架通過(guò)高強(qiáng)螺栓安裝在模型箱上部為液壓缸提供反力。本實(shí)用新型中的裝置可以采用各種通用手段進(jìn)行固定，以固定牢固為準(zhǔn)，本實(shí)用新型中優(yōu)選采用螺紋連接和螺絲螺母固定，可將裝置固定牢固，此外，液壓缸活塞下部的加壓頭與加載板的上表面通過(guò)銷釘以鉸接的方式連接，確保壓力加載過(guò)程中加載板和液壓缸穩(wěn)定不發(fā)生位移。