[發明專利]一種水下振動臺地形模擬假底和分區結構

在審

• 申請號: 201810632648.9
• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108731892A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 練繼建;燕翔;練沖
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 天津耀達律師事務所 12223
• 代理人: 張耀

一種水下振動臺地形模擬假底和分區結構，涉及土木、水利等的水下振動臺試驗技術領域，采用活動假底、工作橋與液壓控制系統，可實現全場假底的全面覆蓋與假底支座的快速升降，保證了地形的快速、精確、高效模擬，并實現了假底的重復利用，較大地縮短了振動臺的試驗周期。采用擋板、支撐并配合具有網狀的假底骨架，既可保證假底的承載能力，又實現了擋板支撐(包括豎向與斜向)可穿過網狀結構固定于基礎之上，實現了地形的快速模擬與試驗區域的劃分，并實現了劃分區域的靈活可變，保證地形真實模擬的前提下提高振動臺利用率，具有突出的有益效果。上述效果極大提升了水下振動臺(臺陣)的使用效率具有良好的運用前景。

技術領域

本發明涉及土木、水利等的水下振動臺試驗技術領域，是一種可實現水下振動臺地形模擬與分區結構。

背景技術

地震工程中復雜巖土介質與水動力環境會顯著影響結構的響應規律與破壞過程，因此如何真實有效模擬地震-水動力耦合激勵是地震工程模擬研究的前提。目前，振動臺作為地震工程的最有效模擬裝置正在快速發展，載重量不斷增大，臺陣數量不斷增多，振動臺本身逐漸由無水環境向有水環境轉變，而水環境設備功能也在不斷豐富與完善。

不過，目前就水下振動臺(臺陣)的建設現狀及使用功能方面仍然存在諸多問題。首先，真實環境中水底(海底)地形十分復雜，造成流場環境復雜，作用于結構上的水動力條件復雜，簡單的進行均勻流場或波浪場的模擬并不能真實表明環境中的水動力特性，故建設可模擬地形的假底十分必要。目前對于水利、港口及海岸工程模型試驗中的假底多采用砌石、砂漿等傳統建筑材料，需要耗費較多的時間進行建造，且建設費用較高，拆卸過程較長，不可回收再利用。對于水動力與地震的耦合試驗，振動臺上的土、結構等試件的制造與安裝需要耗費較多成本與時間，若假底環境仍采用傳統方法，則試驗周期則會極大拉長，振動臺的利用效率會有所降低。其次，對于水下振動臺臺陣，必然存在各振動臺分別試驗的情況，那么區域有水與干濕交替問題成了水下振動臺臺陣利用率的最大挑戰。目前，國內外已投入使用的振動臺臺陣均為無水環境，而水下振動臺僅為單臺，并未有水下臺陣的使用先例，故并未有相關的試驗方法或裝置用于實現水下振動臺臺陣的分區試驗，也并未有相關分區裝置配合假底實現分區的水下振動臺與地形模擬試驗。可見，上述缺陷極大制約了水下振動臺(臺陣)的使用功能與模擬效果。

為此，有必要提出一種適用于水下振動臺(臺陣)的地形模擬裝置與試驗分區結構，保證地形的模擬與試驗的分區。

發明內容

本申請旨在提出一種適用于水下振動臺(臺陣)的地形模擬裝置與試驗分區結構，該裝置既可快速精確模擬復雜的水下地形模擬，又可實現不同區域的有水與無水環境的試驗分區，保證了模擬效果與振動臺(臺陣)利用率。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種水下振動臺地形模擬假底和分區結構，包括活動假底、工作橋、液壓控制器，活動假底底部為混凝土基礎，四周為試驗水池側壁，所述的活動假底由多個假底模塊共同組成，活動假底底部設有實現活動假底上下移動的油壓升降假底支座；所述的工作橋設置在活動假底上方，工作橋兩側架設于試驗水池側壁之上；工作橋上部設置可移動液壓控制器，液壓控制器與所述的油壓升降假底支座的對應油管連接。

進一步的，所述的油壓升降假底支座包括連接鉸、假底支撐桿、液壓缸、油管，假底支撐桿設置在活動假底下方，通過連接鉸與每塊假底拐角連接，假底支撐桿的數量與活動假底模塊數量匹配。

進一步的，每塊活動假底形狀相同，之間通過橡膠材料相互連接，假底模塊由三層結構組成，分別為上層假底骨架、中間防水層、下層假底骨架，上層骨架層與下層假底骨架為網格結構，采用不銹鋼或合金材料，中間防水層為不透水土工布。