CN103063386A - 一种应用于地下结构振动台试验中模拟面波作用的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种应用于地下结构振动台试验中模拟面波的装置。具体包括钢底板（1）、型钢钢架（2）、带有刚性圆锥体的面板（3）、厚壁无缝钢管立柱（4）及万向节（5）；型钢钢架（2）的一端与钢底板（1）固定连接，型钢钢架（2）另一端通过万向节（5）与厚壁无缝钢管立柱（4）连接，厚壁无缝钢管立柱（4）与带有刚性圆锥体的面板（3）固定连接；当向振动台输入地震波场时，振动台经稳定的型钢钢架把振动场有效信号传递到带有刚性圆锥体的面板，带有刚性圆锥体的面板通过土体内的刚性圆锥体来带动模型箱振动，从而模拟振动场。本发明可以很好的模拟面波效应。

Description

一种应用于地下结构振动台试验中模拟面波作用的装置
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，涉及一种应用于地下结构振动台试验中模拟面波的装置。
背景技术
众所周知，面波是地震波的一种，能量最大，波速比体波慢，但振幅往往很大，振动周期较长，振幅随深度呈指数函数急剧衰减。然而，倘若面波经盆地放大后在地层的传播深度可达20m以上，从而对地下结构，尤其对浅埋地下结构的影响不容小觑。而目前地下结构振动台试验仅局限于体波振动的影响，对于面波振动的影响还没有考虑，为此希望研究一种方法及装置来模拟用于地下结构振动台试验中的面波作用。
发明内容
本发明旨在提供一种应用于地下结构振动台试验中模拟面波作用的装置。为了达到模拟盆地面波作用的效果，本次发明创新并尝试性的发明了这种应用于地下结构振动台试验中模拟面波作用的装置。该发明是在地下结构模型箱，以及多维多点子振动台的基础上，以子振动台为振动源，将震动波传递至模型箱，具体技术方案为：包括钢底板（1）、型钢钢架（2）、带有刚性圆锥体的面板（3）、厚壁无缝钢管立柱（4）及万向节（5）；型钢钢架（2）的一端与钢底板（1）固定连接，型钢钢架（2）另一端通过万向节（5）与厚壁无缝钢管立柱（4）连接，厚壁无缝钢管立柱（4）与带有刚性圆锥体的面板（3）固定连接；在厚壁无缝钢管立柱（4）和万向节（5）之间还设置了螺杆，螺杆通过螺纹连接于厚壁无缝钢管立柱（4）的内部，用于控制带有刚性圆锥体的面板（3）的升降。
其中，钢底板（1）固定在多维多点子振动台台面上，带有刚性圆锥体的面板（3）通过其下方刚圆锥体与模型箱上方土体接触，多维多点子振动台的振动信号通过钢底板（1）、型钢钢架（2）、万向节（5）、厚壁无缝钢管立柱（4）以及带有刚性圆锥体的面板（3）传递至模型箱，达到模拟面波的作用。
有益效果
本发明结构简单、费用低廉、可操作性好、可靠性高，可用于研究盆地面波作用下的不同结构形式、组合方式、覆土深度、场地土条件及地震波场等条件下地下结构的抗震性能。
附图说明
图1为实施例中装置的正视图
图2实施例中装置的侧视图；
图3实施例中装置的俯视图；
图4实施例中面板中刚性圆锥体的布置图；
图5实施例中厚壁无缝钢管立柱示意图；
图6实施例中万向节的示意图；
图中，1、钢底板，2、型钢钢架，3、带有刚性圆锥体的面板，4、厚壁无缝钢管，5、万向节，6、螺杆，7、万向节垫板，8、万向节过渡板，9、连接钢板。
具体实施方法：
以下结合附图及实施例对本发明做进一步说明：
该装置包括1钢底板（1）、型钢钢架（2）、带有刚性圆锥体的面板（3）、厚壁无缝钢管立柱（4）及万向节（5）；钢底板（1）固定在多维多点子振动台台面上，带有刚性圆锥体的面板（3）通过其下方刚圆锥体与模型箱上方土体接触，多维多点子振动台的振动信号通过钢底板（1）、型钢钢架（2）、万向节（5）、厚壁无缝钢管立柱（4）以及带有刚性圆锥体的面板（3）传递至模型箱，同时，在带有刚性圆锥体的面板（3）的上表面固定水平向加速度计和竖向加速度计，以监测传递到3上的振动信号大小。
本实施例中，型钢钢架由两个相同的钢架组成，每个钢架由横梁和竖梁组成，横梁和竖梁相垂直，竖梁用于固定连接钢底板（1），两个钢架的横梁之间由三个横向型钢钢梁连接在一起，组成一个稳定结构，从俯视图可见组成一个“日”字型框架；相应的万向节（5）和厚壁无缝钢管立柱（4）均有两个，两个厚壁无缝钢管立柱（4）与带有刚椎体的面板连接，增强了结构的整体稳定性；型钢钢架还可以由一个或者多个钢架组成，相应的万向节（5）和厚壁无缝钢管立柱（4）的个数分别为一个或者多个。
厚壁无缝钢管立柱（4）内侧有螺纹，与螺杆连接，用于调节带有刚性圆锥体的面板（3）的高度，以保证面板与土体的有效结合。
带有刚性圆锥体的面板（3）的底面布有长度不一，直径不等的刚性圆锥体，刚圆锥体的尺寸分别为直径20mm、长60mm和直径10mm、长10mm，长圆锥体插入土体内，较短圆锥体可提供土体表面摩擦力。
本发明在层状剪切箱、柔性箱中应用效果较为理想。此实施例可用于双向水平地震动输入。

Claims (2)

1.一种应用于地下结构振动台试验中模拟面波作用的装置，其特征在于：包括钢底板（1）、型钢钢架（2）、带有刚性圆锥体的面板（3）、厚壁无缝钢管立柱（4）及万向节（5）；型钢钢架（2）的一端与钢底板（1）固定连接，型钢钢架（2）另一端通过万向节（5）与厚壁无缝钢管立柱（4）连接，厚壁无缝钢管立柱（4）与带有刚性圆锥体的面板（3）固定连接。 
2.根据权利要求1所述的一种应用于地下结构振动台试验中模拟面波作用的装置，其特征在于：在厚壁无缝钢管立柱（4）和万向节（5）之间还设置了螺杆，螺杆通过螺纹连接于厚壁无缝钢管立柱（4）的内部，控制带有刚性圆锥体的面板（3）的升降。 
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