[實用新型]一種模擬邊坡遭受側(cè)向高頻周期性沖擊荷載的動力測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820709547.2
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN207798552U
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周洪福;譚成軒;韋玉婷;文聯(lián)勇;柏永巖;秦雅東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心（西南地質(zhì)科技創(chuàng)新中心）
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 成都泰合道知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51231
• 代理人: 呂曉霞

本實用新型公開了一種模擬邊坡遭受側(cè)向高頻周期性沖擊荷載的動力測試裝置，包括反力框架、試驗箱、彈簧、滑槽、支架；所述試驗箱內(nèi)設(shè)置有邊坡模型，所述邊坡模型包括放置于試驗箱底部的路堤及置于路堤上的邊坡，所述邊坡截面為直角梯形狀，試驗箱上部與邊坡斜面及路堤對應(yīng)部分為開口設(shè)置，所述試驗箱前壁上設(shè)有觀察窗口，所述邊坡模型斜面一側(cè)朝向觀察窗口。本實用新型真實地再現(xiàn)極震區(qū)邊坡遭受側(cè)向沖擊荷載動力作用響應(yīng)過程和響應(yīng)方式，為工程結(jié)構(gòu)設(shè)計、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測等提供準(zhǔn)確可靠的建議；本實用新型結(jié)構(gòu)簡單容易制作、易操作，測試方法簡單、經(jīng)濟、可重復(fù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種極震區(qū)邊坡的動力響應(yīng)測試裝置。

背景技術(shù)

地震是地殼快速釋放能量過程中造成的振動，期間會產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。地震波按傳播方式分為三種類型：縱波、橫波和面波。縱波是推進波，地殼中傳播速度為5.5～7千米/秒，最先到達震中，又稱P波，它使地面發(fā)生上下振動，破壞性較弱。橫波是剪切波，在地殼中的傳播速度為3.2～4.0千米/秒，第二個到達震中，又稱S波，它使地面發(fā)生前后、左右抖動，破壞性較強。面波又稱L波，是由縱波與橫波在地表相遇后激發(fā)產(chǎn)生的混合波。其波長大、振幅強，只能沿地表面?zhèn)鞑ィ窃斐山ㄖ飶娏移茐牡闹饕蛩亍Ｕ鹬懈浇駝幼顝娏遥茐谋纫沧顕?yán)重的地區(qū)稱為極震區(qū)，地震發(fā)生時，最基本的現(xiàn)象是地面的連續(xù)振動，主要是明顯的晃動，極震區(qū)的人在感到大的晃動之前，有時首先感到上下跳動，即縱波首先到達，然后是橫波引起的左右晃動，然后才是面波引起的大的晃動。

隧道洞口邊坡是指隧道洞口兩側(cè)做成的具有一定坡度的坡面。我國西南部地區(qū)是高烈度地震的多發(fā)區(qū)，也是在建或擬建的大型水電工程和巖土工程地下隧道群較多的重點區(qū)域。地震誘發(fā)的邊坡失穩(wěn)會直接威脅到人民的生命財產(chǎn)安全，因此邊坡地震穩(wěn)定性研究意義重大。然而，地震誘發(fā)邊坡失穩(wěn)有很大的不確定性，這種不確定性主要來自邊坡自身性狀和潛在地震作用兩個方面，邊坡自身性狀屬于地震邊坡失穩(wěn)的易發(fā)條件，包括邊坡巖土體結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)以及邊坡幾何形狀；潛在地震作用屬于邊坡失穩(wěn)的誘發(fā)因素。對于一個具體的邊坡，可以認為邊坡的自身性狀相對確定，主要的不確定性來自于未來的地震作用，也就是誘發(fā)因素。傳統(tǒng)工程地震學(xué)將地震動力作用歸納為地震動的強度、頻率和持續(xù)時間，即所謂的“地震動三要素”，但是對地震動力作用方式(即，地震動力作用方向和作用性質(zhì))這一要素考慮不夠。

地震動力作用十分復(fù)雜，目前研究中常采用數(shù)值方法進行模擬，同時多采用振動臺試驗以及動力離心模型試驗等大型模型試驗來模擬地震作用，然而鮮有涉及簡易地震動力的模擬的測試裝置，能再現(xiàn)在不同強度地震波橫波動力作用下邊坡的響應(yīng)。因此，亟需研制出一種可以模擬極震區(qū)邊坡遭受側(cè)向沖擊荷載的動力響應(yīng)測試裝置，實現(xiàn)試驗設(shè)備制作便捷，測試方法簡單、經(jīng)濟、可重復(fù)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種試驗設(shè)備制作便捷，測試方法簡單、經(jīng)濟、可重復(fù)的模擬極震區(qū)邊坡遭受側(cè)向沖擊荷載的動力響應(yīng)測試裝置，為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測提供依據(jù)參考、為巖土工程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化提供可靠的參數(shù)建議。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種模擬邊坡遭受側(cè)向高頻周期性沖擊荷載的動力測試裝置，其特征在于：包括反力框架、試驗箱、彈簧、滑槽、支架；所述試驗箱內(nèi)設(shè)置有邊坡模型，所述邊坡模型包括放置于試驗箱底部的路堤及置于路堤上的邊坡，所述邊坡截面為直角梯形狀，試驗箱上部與邊坡斜面及路堤對應(yīng)部分為開口設(shè)置，所述試驗箱前壁上設(shè)有觀察窗口，所述邊坡模型斜面一側(cè)朝向觀察窗口；所述試驗箱置于反力框架內(nèi)，所述反力框架的上部、底部、左側(cè)及右側(cè)設(shè)有鋼板，所述反力框架上部與邊坡斜面及路堤對應(yīng)部分為開口設(shè)置，所述反力框架右側(cè)鋼板上設(shè)有碰撞矩形開口；

所述試驗箱上部、左側(cè)壁及右側(cè)壁通過彈簧與反力框架的上部、左側(cè)及右側(cè)鋼板對應(yīng)連接，所述試驗箱與反力框架底部鋼板之間設(shè)置有可沿左右側(cè)方向水平自由滑動的鋼球，所述試驗箱底部外側(cè)和反力框架底部鋼板內(nèi)側(cè)沿左右側(cè)方向設(shè)置有對應(yīng)的用于容納鋼球的滑軌；