[發(fā)明專利]一種雙向?qū)訝罴羟心Ｐ拖溲b置及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911169822.1
• 申請(qǐng)日: 2019-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN111024348B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉義;王炳輝;王麗艷;袁平平;徐浩青;張雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M7/06
• 分類號(hào): G01M7/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 金詩琦

本發(fā)明公開了一種雙向?qū)訝罴羟心Ｐ拖溲b置及其使用方法，所述裝置包括U型層面框架、滾動(dòng)體系統(tǒng)、限位裝置及內(nèi)襯袋，U型層面框架垂直等間距平行排列，通過層間滾動(dòng)體系統(tǒng)連接，限位裝置用于限制U型框架的平面扭轉(zhuǎn)及垂直振動(dòng)方向變形，底層框架固定于振動(dòng)臺(tái)。所述使用方法包括a、組裝滾動(dòng)體系統(tǒng)；b、組裝模型箱箱體，固定于振動(dòng)臺(tái)上；c、組裝限位裝置；d、箱體內(nèi)部鋪設(shè)內(nèi)襯袋并在箱體內(nèi)加裝土體并埋置模型結(jié)構(gòu)；e、進(jìn)行單方向振動(dòng)；f、振動(dòng)方向變化時(shí)，將滾動(dòng)體承臺(tái)自沿振動(dòng)方向轉(zhuǎn)換到與振動(dòng)相垂直方向，繼續(xù)進(jìn)行另一方向振動(dòng)試驗(yàn)。本發(fā)明可雙向振動(dòng)、自重較小、剛度可調(diào)、操作簡單、耐磨耐用、結(jié)構(gòu)牢固，可重復(fù)進(jìn)行一維或二維振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種雙向?qū)訝罴羟心Ｐ拖溲b置及其使用方法。

背景技術(shù)

在地震作用下，上覆于剛性基巖的半無限天然土層其反應(yīng)類似于在豎向傳播剪應(yīng)力作用下的剪切梁，側(cè)向變形近似于正弦曲線，而在振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)中，原型地基只能在有限尺寸的容器(模型箱)內(nèi)進(jìn)行近似模擬。由于容器邊界上的波動(dòng)反射及體系振動(dòng)形態(tài)的改變使模型試驗(yàn)結(jié)果與天然土層的地震反應(yīng)結(jié)果有所差異，即“模型箱效應(yīng)”。因此，好的模型箱設(shè)計(jì)方案應(yīng)盡量減少邊界條件的干擾，使模型地基重現(xiàn)原型地基在地震作用下的剪切變形。

目前，地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中常用的模型箱結(jié)構(gòu)形式主要有三種：剛性模型箱、柔性模型箱和層狀剪切模型箱。其中，層狀剪切模型箱一般由平面剛性框架和上下層框架間的軸承(或橡膠層)疊合而成，剛性框架可對(duì)置于箱體內(nèi)的土體提供側(cè)向約束，而軸承(或橡膠層)允許箱體及模型土體以類似于剪切梁的形式變形，相比較于其他兩種模型箱結(jié)構(gòu)，層狀模型箱可較好的模擬土體的剪切變形，消除邊界效應(yīng)，因此，近年來國內(nèi)外有關(guān)地下結(jié)構(gòu)的振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)多由層狀剪切模型箱來完成。

我國《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》明確規(guī)定，對(duì)于不規(guī)則地下結(jié)構(gòu)，宜同時(shí)計(jì)算結(jié)構(gòu)的橫向和縱向水平地震作用，但綜合層狀剪切模型箱的相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果來看，這些試驗(yàn)大多只輸入一個(gè)方向的地震激勵(lì)，并且是在平面假定的基礎(chǔ)上分析地鐵車站結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，沒有考慮復(fù)雜地下結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的空間效應(yīng)。另有一些振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的層狀剪切模型箱裝置，雖然能夠在相互垂直的兩個(gè)方向上進(jìn)行地震激勵(lì)，但該模型箱在輸入另一方向的地震動(dòng)時(shí)，必須重新安裝滑槽內(nèi)滾珠，操作過程較為繁瑣費(fèi)力。另外，傳統(tǒng)模型箱上下層框架間設(shè)置的滾珠在超負(fù)荷框架壓力及動(dòng)荷載作用下磨損嚴(yán)重，模型箱整體剪切變形難以達(dá)到理想狀態(tài)，導(dǎo)致振動(dòng)試驗(yàn)因試驗(yàn)數(shù)據(jù)精度不足而難以模擬土體的實(shí)際受力狀態(tài)，且試驗(yàn)過程中框架層間滾珠系統(tǒng)能否正常工作將直接決定模型箱設(shè)備能否重復(fù)利用，進(jìn)而減少不必要的人力和物力的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種具有雙向振動(dòng)、自重較小、剛度可調(diào)、操作簡單、耐磨耐用、結(jié)構(gòu)牢固的用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的雙向?qū)訝罴羟心Ｐ拖溲b置，本發(fā)明的另一目的是提供一種簡單實(shí)用、精準(zhǔn)度高的用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的雙向?qū)訝罴羟心Ｐ拖溲b置的使用方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的雙向?qū)訝罴羟心Ｐ拖溲b置，包括U型層面框架、滾動(dòng)體系統(tǒng)、限位裝置及內(nèi)襯袋，U型層面框架垂直等間距平行排列，彼此相互獨(dú)立互不影響，U型層面框架通過層間滾動(dòng)體系統(tǒng)連接，限位裝置用于限制U型框架的平面扭轉(zhuǎn)變形及垂直振動(dòng)方向變形，底層框架固定于振動(dòng)臺(tái)。