[實用新型]一種模擬邊坡遭受側向高頻周期性沖擊荷載的動力測試裝置

有效

• 申請號: 201820709547.2
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN207798552U
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 周洪福;譚成軒;韋玉婷;文聯勇;柏永巖;秦雅東
• 申請（專利權）人: 中國地質調查局成都地質調查中心（西南地質科技創新中心）
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 成都泰合道知識產權代理有限公司 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；所述試驗箱內設置有邊坡模型，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部分為開口設置，所述試驗箱前壁上設有觀察窗口，所述邊坡模型斜面一側朝向觀察窗口。本實用新型真實地再現極震區邊坡遭受側向沖擊荷載動力作用響應過程和響應方式，為工程結構設計、地質災害預測等提供準確可靠的建議；本實用新型結構簡單容易制作、易操作，測試方法簡單、經濟、可重復。

技術領域

本實用新型屬于巖土工程技術領域，尤其是一種極震區邊坡的動力響應測試裝置。

背景技術

地震是地殼快速釋放能量過程中造成的振動，期間會產生地震波的一種自然現象。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產生的混合波。其波長大、振幅強，只能沿地表面傳播，是造成建筑物強烈破壞的主要因素。震中附近振動最強烈，破壞比也最嚴重的地區稱為極震區，地震發生時，最基本的現象是地面的連續振動，主要是明顯的晃動，極震區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做成的具有一定坡度的坡面。我國西南部地區是高烈度地震的多發區，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域。地震誘發的邊坡失穩會直接威脅到人民的生命財產安全，因此邊坡地震穩定性研究意義重大。然而，地震誘發邊坡失穩有很大的不確定性，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的易發條件，包括邊坡巖土體結構和物理力學性質以及邊坡幾何形狀；潛在地震作用屬于邊坡失穩的誘發因素。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，也就是誘發因素。傳統工程地震學將地震動力作用歸納為地震動的強度、頻率和持續時間，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)這一要素考慮不夠。

地震動力作用十分復雜，目前研究中常采用數值方法進行模擬，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，能再現在不同強度地震波橫波動力作用下邊坡的響應。因此，亟需研制出一種可以模擬極震區邊坡遭受側向沖擊荷載的動力響應測試裝置，實現試驗設備制作便捷，測試方法簡單、經濟、可重復。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種試驗設備制作便捷，測試方法簡單、經濟、可重復的模擬極震區邊坡遭受側向沖擊荷載的動力響應測試裝置，為地質災害預測提供依據參考、為巖土工程中的結構設計及優化提供可靠的參數建議。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種模擬邊坡遭受側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；所述試驗箱內設置有邊坡模型，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部分為開口設置，所述試驗箱前壁上設有觀察窗口，所述邊坡模型斜面一側朝向觀察窗口；所述試驗箱置于反力框架內，所述反力框架的上部、底部、左側及右側設有鋼板，所述反力框架上部與邊坡斜面及路堤對應部分為開口設置，所述反力框架右側鋼板上設有碰撞矩形開口；

所述試驗箱上部、左側壁及右側壁通過彈簧與反力框架的上部、左側及右側鋼板對應連接，所述試驗箱與反力框架底部鋼板之間設置有可沿左右側方向水平自由滑動的鋼球，所述試驗箱底部外側和反力框架底部鋼板內側沿左右側方向設置有對應的用于容納鋼球的滑軌；