[發(fā)明專利]一種變頻振沖模擬設(shè)備及模擬方法

有效

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• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114964844B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉漢龍;丁選明;趙津橋;陳榮淋;歐強;曹光偉
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 西安正華恒遠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61271
• 代理人: 傅曉

本發(fā)明公開了一種變頻振沖模擬設(shè)備及其模擬方法，模擬設(shè)備包括有外殼、振動棒、上部連接部件、下部連接部件、水管和綜合控制系統(tǒng)。模擬方法包括有如下步驟：S1，埋設(shè)傳感器設(shè)備；S2，懸掛模擬設(shè)備；S3，水管預(yù)通水；S4，調(diào)節(jié)初始出水壓力；S5，調(diào)節(jié)初始頻率；S6，調(diào)節(jié)不同懸空高度的模擬設(shè)備，作用于土體；S7，完成一個批次工作模擬；S8，重復(fù)步驟S6～S7，進行下一輪模擬；S9，關(guān)閉設(shè)備開關(guān)。本發(fā)明能高質(zhì)量還原振沖器加固過程，方便模擬振沖器對土體的加固實驗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振沖器振沖模擬領(lǐng)域，具體涉及一種變頻振沖模擬設(shè)備及其模擬方法。

背景技術(shù)

目前地基處理技術(shù)全面發(fā)展并應(yīng)用，作為加固砂體以及部分特殊土體的地基處理方式，振沖法被廣泛運用于工程。振沖法又稱振動水沖法。在振沖器振動過程中，土體受到振沖器作用的水平激振力，土體因此變得更為密實。同時，地基土體在振沖器高頻反復(fù)激振作用下發(fā)生液化，從而發(fā)生土體位置的重新排布，導(dǎo)致重新排列后的土體孔隙減少，形成具有更高密實度與更強承載力的地基，同時提升土體的抗液化能力。因此，振沖法在工業(yè)與民用建筑工程、交通工程和市政工程等地基處理工程中得到廣泛應(yīng)用。

然而，在研究和改進振沖法的內(nèi)在作用機理和施工方法時，由于振沖器自身尺寸過大等內(nèi)在原因和流程復(fù)雜、施工成本高和場地要求高等外在原因，同時無法通過埋置各項傳感器準確、高效、反復(fù)地研究其實際作用時的內(nèi)在規(guī)律，導(dǎo)致無法根據(jù)各項參數(shù)的實際響應(yīng)來優(yōu)化振沖器本身及振沖器作用模式。同時，傳統(tǒng)振沖器采用統(tǒng)一的振沖頻率，無法研究頻率對振沖加固效果的影響。總體而言，當前振沖器的試驗現(xiàn)狀不利于振沖器的長期發(fā)展。

將大型設(shè)備振沖器經(jīng)過縮尺改良，保留水平激振力和振沖頭出水的基礎(chǔ)上，形成可進行變頻工作的變頻振沖模擬設(shè)備。在土體中埋設(shè)各類型傳感器，通過改變振沖器本身的頻率參數(shù)或改變振沖試驗工況，通過所得數(shù)據(jù)研究振沖加固效果與加固機理。所以，有必要提出一種可應(yīng)用于室內(nèi)模型工作的變頻振沖模擬設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提供了一種可應(yīng)用于室內(nèi)模型工作的變頻振沖模擬設(shè)備。

為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種變頻振沖模擬設(shè)備，包括有變頻振沖模擬裝置和與變頻振沖模擬裝置連接的綜合控制系統(tǒng)；變頻振沖模擬裝置包括有外殼、安裝在外殼內(nèi)的振動棒、固定振動棒的上部連接部件和下部連接部件，以及設(shè)置在外殼內(nèi)壁上的水管；上部連接部件和下部連接部件與外殼固定連接；下部連接部件上設(shè)置有出水口，水管的出水端折彎后與出水口連接，水管的進水端連接綜合控制系統(tǒng)，振動棒與綜合控制系統(tǒng)連接。

進一步地，外殼包括有薄壁空心圓筒、設(shè)置在薄壁空心圓筒外部的刻度線和兩處抗扭片。抗扭片防止變頻振沖模擬設(shè)備發(fā)生損失儀器內(nèi)部的大扭動變形。刻度線用于觀察進入土體深度。

進一步地，上部連接部件包括有圓環(huán)和固定在圓環(huán)下端的上部空心圓柱；圓環(huán)上設(shè)置有安裝水管的水管預(yù)留口。

進一步地，下部連接部件包括有下部空心圓柱和固定在下部空心圓柱下端的空心圓錐，下部空心圓柱設(shè)置有安裝水管的水管通道。

進一步地，水管包括有內(nèi)部水管和外部水管，以及連接內(nèi)部水管和外部水管的水管連接裝置；外部水管與綜合控制系統(tǒng)連接。外部水管在出現(xiàn)破損情況后，借助水管連接裝置可對其進行拆卸并重新安裝新水管。

進一步地，外殼的上部設(shè)置有若干個安裝上部連接部件的上螺孔，外殼的下部設(shè)置有若干個安裝下部連接部件的外殼下螺孔；上部空心圓柱上設(shè)置有若干安裝上部連接部件上部件螺孔，上部連接部件通過螺栓安裝固定在外殼上；下部空心圓柱設(shè)置有若干個安裝下部連接部件的下部件螺孔；下部連接部件通過螺栓安裝固定在外殼上。