[實用新型]適用于軟弱砂土液化分析的微型機械振動臺試驗裝置

有效

• 申請號: 201821435407.7
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN208705213U
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 武科;崔帥帥;張前進;于雅琳;張政;趙嘉輝;厲雅萌
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本實用新型公開了適用于軟弱砂土液化分析的微型機械振動臺試驗裝置，解決了現有技術存在試驗成本高，砂土液化致使基礎結構失穩破壞無法快速直觀獲得的問題，具有節省試驗研究成本，擴展軟弱砂土液化分析的技術手段；其方案如下：適用于軟弱砂土液化分析的微型機械振動臺試驗裝置，包括控制器，控制器與動力系統連接，動力系統與用于設置試樣的振動臺連接，控制器與輸入部件連接，通過輸入部件控制動力系統的頻率，由控制器計算振動臺的推力。

技術領域

本實用新型涉及巖土工程機械領域，特別是涉及適用于軟弱砂土液化分析的微型機械振動臺試驗裝置。

背景技術

砂土液化是指飽水的疏松粉、細砂土在振動作用下突然破壞而呈現液態的現象，由于孔隙水壓力上升，有效應力減小所導致的砂土從固態到液態的變化現象。其機制是飽和的疏松粉、細砂土體在振動作用下有顆粒移動和變密的趨勢，對應力的承受從砂土骨架轉向水，由于粉和細砂土的滲透力不良，孔隙水壓力會急劇增大，當孔隙水壓力大到總應力值時，有效應力就降到0，顆粒懸浮在水中，砂土體即發生液化。一方面，砂土液化是巖土工程的重要研究課題，由動荷載引起的砂土液化造成地基失效、地面噴砂冒水、建筑物破壞等現象，對國民經濟造成了巨大損失，使人民生命財產受到嚴重威脅。例如，噴沙冒水使地下砂層中的孔隙水及砂顆粒被搬到地表，從而使地基失效，同時地下土層中固態與液態物質缺失，導致不同程度的沉陷；使地面建筑物傾斜、開裂、傾倒、下沉，道路的路基滑移，路面縱裂；在海洋工程中，則表現為海洋基礎結構長期受到波浪等水平荷載循環作用，導致海床地層液化失穩，造成海洋基礎結構破壞，嚴重危害海洋開采平臺的安全生成等。另一方面，振動臺試驗可以很好地研究巖土材料和結構物的地震反應和破壞機理，在原子能反應堆、海洋結構工程、水工結構、橋梁工程等方面都發揮了重要的作用，模擬震動試驗是目前研究砂土液化的重要手段之一。然而，振動臺購置費用較高，對于開展砂土液化基本特征和破壞原理研究具有局限性。為此，需要對一種適用于軟弱砂土液化分析的小型振動臺試驗裝置進行研究設計。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供了適用于軟弱砂土液化分析的微型機械振動臺試驗裝置，實現對砂土液化基本特征的研究，達到了節省試驗研究成本、快速直觀揭示海洋波浪等水平荷載作用下海床砂土液化規律的目標。

適用于軟弱砂土液化分析的微型機械振動臺試驗裝置的具體方案如下：

適用于軟弱砂土液化分析的微型機械振動臺試驗裝置，包括控制器，控制器與動力系統連接，動力系統與用于設置試樣的振動臺連接，控制器與輸入部件連接，通過輸入部件控制動力系統的頻率，由控制器計算振動臺的推力，從而獲知試樣發生液化與推力大小的關系。

上述的試驗裝置，振動臺帶動巖土材料或結構試樣進行振動，帶動試樣發生液化，多次試驗，可以得出試樣液化情況與振動臺推力大小的關系，控制器帶顯示器，從而通過顯示器顯示推力和動力系統頻率的大小，結構設置簡單，可以揭示海洋波浪等水平荷載作用下海床砂土液化規律與基礎結構失穩狀態。

進一步地，為了實現振動臺帶動試樣在水平方向的往復運動，通過往復運動產生振動，與實際海洋波浪在海床作用相符，所述動力系統通過傳動機構與所述的振動臺連接。

進一步地，所述振動臺產生的振幅方向為水平方向。

進一步地，所述振動臺包括間隔設定距離設置的主動輥和從動輥，主動輥與動力系統連接，主動輥和從動輥之間設置傳送帶，所述的試樣設于傳送帶表面。

進一步地，所述振動臺通過機架支撐，振動臺的主動輥和從動輥通過機架支撐，且振動臺上表面安裝用于限制試樣的固定件，固定件呈中空框形，用于從周側限定試樣。

進一步地，所述傳送機構為皮帶傳送機構或者鏈條鏈輪傳送機構，所述動力系統為電機，電機帶動皮帶傳送機構運轉，輸入部件為電機的功率調速器，該調速器與控制器連接，從而帶動振動臺的主動輥運轉，皮帶傳送機構中皮帶一側與固定于主動輥的皮帶輪連接。