[實用新型]一種可視化地鐵車站及區間液化上浮的試驗裝置

有效

• 申請號: 201721774560.8
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN207672635U
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 張西文;馮現大;扈萍;劉燕;劉俊巖;孫博文;和禹含
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本實用新型公開了一種可視化地鐵車站及區間液化上浮的試驗裝置，它解決了現有技術中地鐵車站模型造價較高、土層的飽和性不夠的問題，具有能夠有效研究地震液化對地鐵結構上浮響應的影響、實時監測試驗數據的效果；其技術方案為：包括模型箱、工業相機和數據采集系統，模型箱的內部具有非液化土層和液化土層，液化土層中設置地鐵車站；模型箱的底部連接加載系統，通過加載系統模擬地鐵車站的震動過程，工業相機將拍攝到的實時震動信息傳輸至數據采集系統。

技術領域

本實用新型涉及地下工程抗震領域，尤其涉及一種可視化地鐵車站及區間液化上浮的試驗裝置。

背景技術

隨著城市的快速發展，全國范圍內掀起了地鐵工程及地下工程建設的浪潮，而地下土層的種類和特性呈多樣性和復雜性。經歷過多次災難性地震后，國家相關部門及民眾越來越重視抗震和防震措施的研究，多次在規范中提高抗震設防的等級，上海市制定了《地下鐵道交通結構抗震設計規范》DG/TJ 08，住建部頒布了《城市軌道交通結構抗震設計規范》GB50909，對地鐵抗震設計提出了嚴格要求。由地震荷載造成的飽和砂土地基液化是典型的地震災害之一，對處于液化場地上的地鐵車站及區間結構會造成液化上浮的災害。

如在日本的阪神地震(1995年)、中國的汶川地震(2008年)和3.11大地震(2011年)等均發現了地基液化造成的地震災害，神戶市地鐵車站和區間發現多處地震液化造成的結構損壞，同時也發現很多淺埋的地下結構由于地震液化而浮出地面的現象。目前采用1-G振動臺試驗和離心機振動臺試驗對地震液化進行研究。

但由于試驗系統復雜，仍存在以下問題：

(1)模型的制作比較昂貴；

(2)砂土的飽和技術不完善；

(3)難以定量分析。

綜上所述，現有技術中對于如何有效模擬地鐵車站液化上浮的問題，尚缺乏有效的解決方案。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種可視化地鐵車站及區間液化上浮的試驗裝置，采用地鐵車站和區間一體模型，其具有能夠有效研究地震液化對地鐵結構上浮響應的影響、實時監測試驗數據的效果。

本實用新型采用下述技術方案：

一種可視化地鐵車站及區間液化上浮的試驗裝置，包括模型箱、工業相機和數據采集系統，模型箱的內部具有非液化土層和液化土層，在液化土層中設置地鐵車站；模型箱的底部連接加載系統，通過加載系統模擬地鐵車站的震動過程，工業相機將拍攝到的實時震動信息傳輸至數據采集系統。

進一步的，非液化土層和液化土層中設有加速度傳感器和多個孔壓傳感器，孔壓傳感器設置在不同深度；地鐵車站上安裝位移傳感器和加速度傳感器。

進一步的，所述加速度傳感器、孔壓傳感器和位移傳感器通過數據線連接數據采集系統。

進一步的，所述模型箱的底部通過底座與振動臺固定連接，所述振動臺與加載系統相連。

進一步的，所述模型箱與工業相機相對一側設置有機玻璃面，有機玻璃面上設有網格線；工業相機的拍攝方向垂直于有機玻璃面。

進一步的，所述模型箱的頂部具有吊環。

進一步的，所述地鐵車站采用有機玻璃制成，地鐵車站的外側為有機玻璃制成的地鐵區間；所述地鐵車站為頂板、中板和底板形成的雙層結構，所述頂板、中板和底板之間通過中柱和側墻相連；頂板、中板、底板、中柱和側墻上分別設有貼附應變片。

進一步的，所述模型箱的頂部設有入水口，入水口連接具有閥門的水管；模型箱的底部設有出水口。

可視化地鐵車站及區間液化上浮的試驗裝置的試驗方法，包括以下步驟：