CN105756108A - 桩箱基础隔震性能试验模型箱 - Google Patents

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CN105756108A CN201610304791.6A CN201610304791A CN105756108A CN 105756108 A CN105756108 A CN 105756108A CN 201610304791 A CN201610304791 A CN 201610304791A CN 105756108 A CN105756108 A CN 105756108A
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CN201610304791.6A
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朱小军
费康
洪家宝
李文帅
孔伟阳
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00—Testing foundations or foundation structures

Abstract

本发明公开一种桩箱基础隔震性能试验模型箱，包括上部开口、底部固定在振动台台面上的箱体(1)，所述箱体(1)内盛有粉砂(2)，粉砂(2)上面覆以砂石垫层(3)，所述砂石垫层(3)之上放置沉箱模型(4)，沉箱模型(4)之上放置配重块(5)；还包括多根试验桩(6)，所述试验桩(6)位于沉箱模型(4)下方，下部插入粉砂(2)中，上部伸入砂石垫层(3)中，所述砂石垫层(3)的厚度为试验桩(6)直径的二倍，而试验桩(6)伸入砂石垫层(3)部分的长度与其直径相等。本发明的桩箱基础隔震性能试验模型箱，能真实模拟桩箱基础砂石垫层的隔震性能。

Description

桩箱基础隔震性能试验模型箱
技术领域
本发明属于桩箱基础振动试验装置技术领域，特别是一种桩箱基础隔震性能试验模型箱。
背景技术
桩箱基础动力相互作用地震模拟试验属于大型土工抗震试验。这种试验针对性强、可靠性高。对隔震基础的推广应用意义重大。砂石垫层桩箱基础是在桩与沉箱之间设置砂石垫层，沉箱与桩之间无刚性连接，砂石垫层可有效地降低沉箱的地震反应，应用推广前景广阔。
现有桩箱基础隔震性能试验模型箱大体分为两类：
一类是桩与沉箱之间以支座形式进行减震。这种方式未对砂石垫层隔震效果进项考虑，而支座在沉箱基础上设置的技术和经济成本要求较高，制约了隔震基础的推广应用。
另一类采用基础下部设置砂石垫层，通过改变垫层厚度或颗粒级配，或与橡胶颗粒组合使用探究垫层隔震效果，但其研究范围狭窄，不能考虑其他组合形式基础的隔震效果，例如，桩与沉箱之间设置砂石垫层的情况。
总之，现有技术存在的问题是：桩箱基础隔震性能试验模型箱在振动试验中不能真实模拟砂石垫层桩箱基础的隔震性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种桩箱基础隔震性能试验模型箱，能真实模拟砂石垫层桩箱基础的隔震性能。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种桩箱基础隔震性能试验模型箱，包括上部开口、底部固定在振动台台面上的箱体，所述箱体内盛有粉砂，粉砂上面覆以砂石垫层，所述砂石垫层之上放置沉箱模型，沉箱模型之上放置配重块；还包括多根试验桩，所述试验桩位于沉箱模型下方，下部插入粉砂中，上部伸入砂石垫层中，所述砂石垫层的厚度为试验桩直径的二位，而试验桩伸入砂石垫层部分的长度与其直径相等。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
能真实模拟砂石垫层桩箱基础的隔震性能。
本发明通过合理设置模型箱中各组成部分，弥补了常规此类试验装置不能真实模拟桩箱基础沉箱-垫层-桩动力相互作用和以及常规研究方法不能全面验证砂石垫层在组合基础中隔震性能的不足之处，能够准确、真实地模拟砂石垫层桩箱基础的隔震性能。通过本装置，可以对可抵抗波浪、风等水平荷载的深水桥梁的隔震基础进行很好的研究。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明桩箱基础隔震性能试验模型箱的结构示意图。
图2为本发明桩箱基础隔震性能试验模型箱的俯视图。
图中，箱体1，粉砂2，砂石垫层3，沉箱模型4，配重块5，试验桩6，拾振器7，应变片8，柔性衬垫9。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明桩箱基础隔震性能试验模型箱，包括上部开口、底部固定在振动台台面上的箱体1，所述箱体1内盛有粉砂2，粉砂2上面覆以砂石垫层3，所述砂石垫层3之上放置沉箱模型4，沉箱模型4之上放置配重块5；还包括多根试验桩6，所述试验桩6位于沉箱模型4下方，下部插入粉砂2中，上部伸入砂石垫层3中，所述砂石垫层3的厚度为试验桩6直径的二位，而试验桩6伸入砂石垫层3部分的长度与其直径相等。
为同时通过监测桩箱基础的水平加速度和位移来研究桩箱基础的隔震性能，在粉砂2、砂石垫层3及沉箱模型4内均设有拾振器7。
在所述每根试验桩6上贴有多个应变片8。
所述应变片8成对粘贴在试验桩6两侧。
作为优选，试验桩使用环氧树脂材料加工而成，桩径为25mm，桩长为500mm，桩身内壁对称贴上应变片，模型桩预埋式布置，在试验槽内按预先设定的地点和深度定位。
为降低模型边界效应，在所述箱体1侧壁内侧设有柔性衬垫9。
优选地，所述柔性衬垫9为40～50mm厚的海绵板。
所述粉砂2装入箱体1采用落雨式分层入槽、刮平并逐点夯实。
所述多根试验桩6成矩阵排列。
优选地，所述箱体1采用钢化玻璃制成。
采用本发明的桩箱基础隔震性能试验模型箱进行试验时，可按下述步骤进行操作：
(1)将粉砂采用落雨式装入模型箱中，分层入槽后刮平并轻夯逐点夯实。试验桩预埋入粉砂中，粉砂制样到试验桩顶以下一倍桩径位置时，停止落砂，并将粉砂上表面整平；
(2)在粉砂上面铺设经过级配设计的砂石垫层制样，保证试验桩嵌入砂石垫层于一倍试验桩桩径，砂石垫层厚度为试验桩的两倍，整平砂石垫层表面；
(3)在砂石垫层上放置沉箱模型，其内部安装拾振器，沉箱模型顶部放置配重块；
(4)振动台控制器中输入TAFT波、EL-CENTRO波和KOBE波三种不同地震波观测桩箱基础的抗震性能，观测桩箱基础的水平加速度和位移反应，研究桩箱基础的隔震性能。

Claims (9)

1.一种桩箱基础隔震性能试验模型箱，包括上部开口、底部固定在振动台台面上的箱体(1)，其特征在于：
所述箱体(1)内盛有粉砂(2)，粉砂(2)上面覆以砂石垫层(3)，所述砂石垫层(3)之上放置沉箱模型(4)，沉箱模型(4)之上放置配重块(5)；还包括多根试验桩(6)，所述试验桩(6)位于沉箱模型(4)下方，下部插入粉砂(2)中，上部伸入砂石垫层(3)中，所述砂石垫层(3)的厚度为试验桩(6)直径的二位，而试验桩(6)伸入砂石垫层(3)部分的长度与其直径相等。
2.根据权利要求1所述的模型箱，其特征在于：在粉砂(2)、砂石垫层(3)及沉箱模型(4)内均设有拾振器(7)。
3.根据权利要求1所述的模型箱，其特征在于：在所述每根试验桩(6)上贴有多个应变片(8)。
4.根据权利要求3所述的模型箱，其特征在于：所述应变片(8)成对粘贴在试验桩(6)两侧。
5.根据权利要求1所述的模型箱，其特征在于：在所述箱体(1)侧壁内侧设有柔性衬垫(9)。
6.根据权利要求5所述的模型箱，其特征在于：所述柔性衬垫(9)为40～50mm厚的海绵板。
7.根据权利要求1所述的模型箱，其特征在于：所述粉砂(2)装入箱体(1)采用落雨式分层入槽、刮平并逐点夯实。
8.根据权利要求1所述的模型箱，其特征在于：所述多根试验桩(6)成矩阵排列。
9.根据权利要求1所述的模型箱，其特征在于：所述箱体(1)采用钢化玻璃制成。
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