[發明專利]一種實現非一致地震激勵的節段式模型試驗箱

在審

• 申請號: 202310043659.4
• 申請日: 2023-01-29
• 公開（公告）號: CN116105954A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 何川;耿萍;王琦;王天強;何定偉;張迎賓;姚超凡
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 秦立飛

本發明公開了一種實現非一致地震激勵的節段式模型試驗箱，包括主動箱、隨動箱、隨動箱支承托架、上連接板、底板和柔性連接模塊，具體為：底板通過螺栓固定在振動臺面上，底板上設有T型槽來安裝主動箱，隨動箱放置于其下方的隨動箱支承托架上；主動箱和隨動箱之間用柔性連接模塊相連，隨動箱能實現三向六自由度轉動；主動箱和隨動箱間隔布置共同構成盛放土樣的整體容器；主動箱和隨動箱頂部安裝上連接板，上連接板預留多組螺栓孔，適用于不同寬度的箱體固定；隨動箱支承托架內部設置導向柱和重型彈簧，支承托架表面光滑，支承托架底部設置有萬向球輪；柔性連接模塊包括安裝板和若干彈性模塊單元。本發明能精準模擬連續的多點非一致地震激勵特征。

技術領域

本發明屬于隧道工程試驗裝置技術領域，尤其涉及一種實現非一致地震激勵的節段式模型試驗箱。

背景技術

我國的隧道工程建設在步入21世紀后迅猛發展，修建的隧道無論是在隧道規模上，還是穿越地質條件的復雜程度上都位居世界前沿。隧道工程已經成為了社會發展中必不可少的一部分，未來將會建設更多大直徑，超長隧道。但我國處于環太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，是全球地震活動烈度最強和地震災害活動最頻繁的國家之一。而對于長隧道結構，由于受到線路規劃的限制，一般不可避免地要穿過高烈度區以及不良地質段。近年來，長隧道結構震害頻發，1995年日本的阪神地震中有超過100座的隧道均呈現不同程度的損害，以及2008年我國的汶川大地震其中長隧道結構均遭受了不同程度的破壞。目前對地下結構抗震研究主要集中于一致地震動輸入，而未考慮地震動的空間變化。然而，對于延伸數千米的長隧道結構，不同位置結構運動的幅值和相位會有顯著變化。因此，長隧道抗震分析中必須考慮非一致地震動輸入對結構動力響應的影響。然而，現目前非一致激勵下長隧道抗震研究主要集中于理論分析和數值模擬，缺乏有效的試驗或現場數據的驗證。

發明內容

為利用節段式模型箱精準模擬連續的多點非一致地震激勵特征，本發明提供一種實現非一致地震激勵的節段式模型試驗箱。

本發明的一種實現非一致地震激勵的節段式模型試驗箱，包括主動箱、隨動箱、隨動箱支承托架、上連接板、底板和柔性連接模塊。具體為：

底板通過螺栓固定在振動臺面上，底板上設有T型槽來安裝主動箱，隨動箱放置于其下方的隨動箱支承托架上；主動箱和隨動箱之間用柔性連接模塊相連，隨動箱能實現三向六自由度轉動；主動箱和隨動箱間隔布置共同構成盛放土樣的整體容器；主動箱和隨動箱頂部安裝上連接板，上連接板預留多組螺栓孔，適用于不同寬度的箱體固定。

隨動箱支承托架內部設置導向柱和重型彈簧，支承托架表面光滑，支承托架底部設置有萬向球輪。

柔性連接模塊包括安裝板和若干彈性模塊單元。

進一步的，底板采用分塊式，通過連接振動臺面上不同位置的螺栓孔實現箱體寬度的調節。

進一步的，還設有角連接件用于主動箱和隨動箱箱壁直角處的連接。

進一步的，隨動箱支承托架前后設置有擋板，限制隨動箱水平前后運動。

本發明是有益技術效果為：

本發明利用分散振動臺來近似模擬實際的多點非一致地震激勵作用，由主動箱通過彈性模塊帶動隨動箱一起振動，有效提高了試驗精度和試驗效果，減少了試驗誤差，確保了試驗結果的準確性。此技術得到的現場數據可以與運用理論分析或數值分析研究非一致激勵下長隧道的抗震研究得到的試驗數據進行對比驗證。

附圖說明

圖1為本發明模型試驗箱整體示意圖。

圖2為本發明模型試驗箱正視圖。

圖3為本發明模型試驗箱側視圖。

圖4為柔性連接模塊。