[發明專利]一種考慮行波效應的單振動臺試驗剪切箱

有效

• 申請號: 201811644582.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109632225B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 王國波;郝朋飛;巴峰;彭祥軍;穆嘉豪;袁明智;李凱達
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒;周舒蒙

本發明公開了一種考慮行波效應的單振動臺試驗剪切箱，包括基板和剪切箱體，基板固定于振動臺面上，基板表面固連若干支撐結構；剪切箱體包括底板，以及與底板相連的框架，底板沿激震方向依次分割為主動板和若干從動板，主動板與從動板之間、從動板與從動板之間通過聯動機構相連；主動板和從動板均設于支撐結構的上部，主動板的底部與支撐結構固連。本發明的有益效果為：將剪切箱體的底板分為主動板和從動板，利用聯動機構相連，調節彈簧阻尼器參數，可控制從動板地震響應的加速度幅值和時滯，從而使各塊底板的地震動峰值、主頻、時滯滿足目標要求，從動板地震響應實現預期的行波效應，從而獲得地下結構在考慮行波效應的地震動作用下的地震響應。

技術領域

本發明屬于土木工程技術領域，具體涉及一種考慮行波效應的單振動臺試驗剪切箱。

背景技術

對于地下結構振動臺試驗來說，為減小模型箱壁對土體邊界效應的影響，通常采用剪切型模型箱。而長大型地下結構如縱向尺度遠大于橫向尺度的長隧道結構，其縱向不同位置處地震動響應存在明顯的相位變化，行波效應等非一致地震激勵對地下結構地震響應的影響不可忽視。因此，考慮非一致地震動輸入的模型箱設計是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術的不足，提供一種試驗結果更可靠的考慮行波效應的單振動臺試驗剪切箱。

本發明采用的技術方案為：一種考慮行波效應的單振動臺試驗剪切箱，包括基板和剪切箱體，基板固定于振動臺面上，基板表面固連若干支撐結構；所述剪切箱體包括底板，以及與底板相連的框架，所述底板沿激震方向依次分割為主動板和若干從動板，所述主動板與從動板之間、從動板與從動板之間通過聯動機構相連；所述主動板和從動板均設于支撐結構的上部，主動板的底部與支撐結構固連，所述從動板通過滑動機構與支撐結構相連。

按上述方案，所述框架包括若干自下而上依次疊合的層狀框架，上下相鄰的兩個層狀框架之間滑動相連，兩者可發生相對滑動；底層的層狀框架分割為與主動板對應相連的主動部分，以及多個分別與從動板對應相連的從動部分。

按上述方案，所述層狀框架的上端面和下端面各設有滑槽，滑槽的長度方向與激震方向相同；所述滑槽與滾珠相配置，上下相鄰的兩個層狀框架之間通過滾珠相連，發生相對滑動。

按上述方案，所述聯動機構包括若干垂直于激震方向間隔布置的彈簧阻尼器，彈簧阻尼器安裝于主動板與從動板之間的間隙內，或從動板與從動板之間的間隙內；彈簧阻尼器的一端與從動板相連，彈簧阻尼器的另一端與主動板/從動板相連。

按上述方案，在主動板與從動板之間的間隙，及從動板與從動板之間的間隙上方分別設置擋板，擋板的兩端分別搭接于L型墊板上，且兩者接觸面光滑；兩個L型墊板相對安裝，且水平段固定于從動板或主動板上；L型墊板的豎直段與擋板之間填充有柔性材料，所述柔性材料可以為泡沫或橡膠。

按上述方案，滑動機構包括滑軌和滾輪/滾珠，所述滑軌的長度方向與激震方向相同；所述滑軌固定于支撐結構上，滾輪/滾珠與滑軌相配置；從動板設于滾輪/滾珠上。

按上述方案，所述剪切箱體沿激震方向兩側分別設有限位裝置，所述限位裝置包括設于剪切箱體同側的兩個U型架，以及限位板，所述限位板卡設于兩根限位桿與剪切箱體外壁之間。

按上述方案，所述支撐結構包括工字鋼和加勁肋，加勁肋沿垂直于激震方向依次間隔布置。

本發明的有益效果為：

1、本發明將原有剪切箱體的底板分為主動板和從動板，并利用聯動機構相連，通過調節彈簧及阻尼器參數，可有效地控制從動板地震響應的加速度幅值和時滯，從而使各塊底板的地震動峰值、主頻、時滯滿足目標要求，使從動板地震響應實現預期的行波效應，從而獲得地下結構在考慮行波效應的地震動作用下的地震響應；與現有技術相比，試驗結果準確度更高，且降低了試驗難度和試驗成本；