[發(fā)明專利]一種微幅振動巖土動力沉降實驗儀器及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810210562.7
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108303065B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵珠山;陳浩哲;喬汝佳;劉云鵬;張喆
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種微幅振動巖土動力沉降實驗儀器及使用方法，包括模型箱，模型箱內(nèi)裝有土體，土體上方設(shè)置加荷上蓋，加荷上蓋設(shè)置于模型箱內(nèi)，加荷上蓋與動力加載裝置連接；濕度調(diào)整系統(tǒng)與外部水源相連，并且濕度調(diào)整系統(tǒng)設(shè)置于模型箱上；動力加載裝置、濕度監(jiān)測系統(tǒng)、沉降監(jiān)測系統(tǒng)均與控制系統(tǒng)相連，模型箱底部開口處設(shè)置有透水板。本發(fā)明針對模型箱內(nèi)在設(shè)定含水率條件下的土體環(huán)境能夠進(jìn)行精確模擬，同時大大減少不同含水率的土樣制備時間，且模型箱設(shè)置靈活，可根據(jù)試驗條件做一定調(diào)整，部件之間連接簡易。通過該實驗裝置，結(jié)合現(xiàn)場實際工況，可模擬不同含水率的土體受不同條件的地面動荷載影響產(chǎn)生的沉降變化，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行變化趨勢的預(yù)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本次發(fā)明涉及的是一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)裝置，具體是一種微幅振動巖土動力沉降實驗儀器及使用方法。

背景技術(shù)

土體經(jīng)常會受到地震、波浪、風(fēng)或人工震源的交通、爆炸、打樁、強夯、機器基礎(chǔ)等引起的動荷載作用。因此，動荷載作用對土的強度和變形特性都存在一定影響，可造成土體發(fā)生破壞，也可用于改善土體不良的工程性質(zhì)。同時，除動荷載的振幅、頻率、時長等因素，土的內(nèi)部因素如土的類型、含水率等均對土體沉降變形造成不同程度影響。

經(jīng)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，由于不同地區(qū)土體性質(zhì)存在較大差異，地表長期循環(huán)動荷載對土體沉降變化影響研究多以數(shù)值模擬、理論推導(dǎo)方式為主，隨著涉及因素的不斷增加，如不同濕度下的土體環(huán)境，有時結(jié)果會與工程實際產(chǎn)生較大偏差，需要更多的研究方法加以補充。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種微幅振動巖土動力沉降實驗儀器及使用方法，能夠模擬不同含水率的土體環(huán)境受長期地表循環(huán)動載作用下沉降變化，并預(yù)測其變化趨勢。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種微幅振動巖土動力沉降實驗儀器，包括模型箱、動力加載裝置、濕度監(jiān)測系統(tǒng)、濕度調(diào)整系統(tǒng)、沉降監(jiān)測系統(tǒng)與控制系統(tǒng)；

模型箱內(nèi)裝有土體，土體上方設(shè)置加荷上蓋，加荷上蓋設(shè)置于模型箱內(nèi)，加荷上蓋與動力加載裝置連接；濕度調(diào)整系統(tǒng)與外部水源相連，并且濕度調(diào)整系統(tǒng)設(shè)置于模型箱上；動力加載裝置、濕度監(jiān)測系統(tǒng)、沉降監(jiān)測系統(tǒng)均與控制系統(tǒng)相連，模型箱底部開口，并且模型箱底部開口處設(shè)置有透水板，模型箱設(shè)置在基座上；控制系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)處理器與控制主機；數(shù)據(jù)采集器與沉降監(jiān)測系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)采集器與數(shù)據(jù)處理器連接并向數(shù)據(jù)處理器輸入所采集試驗數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理器將試驗數(shù)據(jù)處理后傳輸至控制主機，動力加載裝置、濕度監(jiān)測系統(tǒng)均與控制主機連接。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，模型箱的四個側(cè)壁均采用有機玻璃板；透水板的滲透系數(shù)大于土體的滲透系數(shù)，透水板與基座之間形成排水通道，并且排水通道上設(shè)置有第一排水閥，在排水條件下水經(jīng)透水板排出模型箱；基座與地面接觸部分貼附橡膠減震墊層。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，模型箱四周設(shè)置有型鋼外框架，型鋼外框架架設(shè)于基座上。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，動力加載裝置包括油壓泵箱、伺服作動器、加荷桿與加載支架；加載支架上設(shè)置有混凝土支板，混凝土支板能夠沿加載支架上下移動，加載支架固定于型鋼外框架上。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，沉降監(jiān)測系統(tǒng)包括壓力傳感器、位移傳感器與若干柔性位移計；伺服作動器下端設(shè)置有加荷盤，壓力傳感器與位移傳感器均設(shè)置于伺服作動器下端的加荷盤內(nèi)；若干柔性位移計設(shè)置在土體內(nèi)，用于監(jiān)測不同深度土體沉降變化。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，油壓泵箱經(jīng)高壓管路與伺服作動器連接；伺服作動器與控制主機相連，加載支架設(shè)置在模型箱上，伺服作動器設(shè)置在混凝土支板上，加載支架用于支撐伺服作動器，伺服作動器下端設(shè)置有加荷桿，加荷桿伸入到模型箱內(nèi)部與加荷上蓋相連。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，加荷上蓋上表面設(shè)置有球形凹槽加荷點，并且凹槽加荷點位于加荷上蓋的幾何中心，加荷桿底端呈球形，凹槽加荷點四周安裝有用于固定加荷桿底端的鎖扣固定夾。