CN108122473A - 一种模拟不同震级地震发生时沙土液化现象的试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模拟不同震级地震发生时沙土液化现象的试验装置，包括加厚底座、第一支撑弹簧、第二支撑弹簧、有机玻璃箱、桩基础建筑物模型、条形基础建筑物模型、沙土、第一偏振电机、第二偏振电机；所述加厚底座为碗状结构，加厚底座底部纵向安装有第二支撑弹簧和第三支撑弹簧，加厚底座侧部横向安装有第一支撑弹簧；所述有机玻璃箱底部横向安装有第一偏振电机，侧部纵向安装有第二偏振电机。本发明的有益效果是：本发明配备两台偏心电机，可以实现xy方向、xz方向及yz方向的组合耦合振动，不再局限于平面振动而是将其扩展为三维振动，以此来真实模拟地震所带来的振动，同时可以通过调节电机的转速来模拟不同等级的地震。
Description
技术领域
本发明涉及一种模拟试验装置,具体涉及一种模拟不同震级地震发生时沙土液化现象的试验装置。
背景技术
在强烈地震作用下，处于地下水位以下的沙土，其性质可能发生明显的变化，致使它表现出类似液体的特征。这种现象，人们称之为沙土液化灾害现象，也称喷砂现象。沙土液化灾害直接影响我国城镇建设的发展，是我们进行地震安全性评价，抗震设防，震害预测等工作的一个重要的环节。唐山地震，大阪地震，中国台湾花莲地震，土耳其地震等近几十年所发生的灾害性地震说明沙土液化给人类带来了极为严重的灾害。
为避免沙土液化现象，主要从预防沙土液化的发生，防止或减轻建筑物不均匀沉陷两方面入手。包括合理选择场地；采取振冲、夯实、爆炸、挤密桩等措施，提高砂土密度；排水降低砂土孔隙水压力；换土，板桩围封，以及采用整体性较好的筏基、深桩基等方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种模拟不同震级地震发生时沙土液化现象的试验装置。
这种模拟不同震级地震发生时沙土液化现象的试验装置，包括加厚底座、第一支撑弹簧、第二支撑弹簧、有机玻璃箱、桩基础建筑物模型、条形基础建筑物模型、沙土、第一偏振电机、第三支撑弹簧、第二偏振电机和装置控制按钮；所述加厚底座为碗状结构，加厚底座底部纵向安装有第二支撑弹簧和第三支撑弹簧，加厚底座侧部横向安装有第一支撑弹簧；所述第二支撑弹簧和第三支撑弹簧上安装有机玻璃箱，有机玻璃箱内设有沙土，沙土上放置桩基础建筑物模型和条形基础建筑物模型；所述有机玻璃箱底部横向安装有第一偏振电机，有机玻璃箱侧部纵向安装有第二偏振电机；所述加厚底座外侧设有一排装置控制按钮，由总电源开关、第二启动按钮、第二停止按钮、第二电机调速按钮、第一电机调速按钮、第一停止按钮和第一启动按钮组成。
作为优选：所述总电源开关、第一电机调速按钮、第一停止按钮和第一启动按钮通过导线连接第一偏振电机，所述电源开关、第二启动按钮、第二停止按钮和第二电机调速按钮通过导线连接第二偏振电机。
本发明的有益效果是：本发明配备两台偏心电机，可以实现xy方向、xz方向及yz方向的组合耦合振动，不再局限于平面振动而是将其扩展为三维振动，以此来真实模拟地震所带来的振动，同时可以通过调节电机的转速来模拟不同等级的地震。按建筑物基础的不同对装置中建筑物的形式进行划分，分为条形基础和桩基础建筑物，不仅能够演示建筑物在地震发生时由于沙土液化而产生的下陷、倾覆现象，还可以观察到不同形式的建筑物各自的破坏程度，表现出不同基础的建筑物抵抗破坏的能力，使参观者对于沙土液化现象有一个充分的认知与了解，并掌握一定的防灾抗灾救灾知识。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的整体轴测图；
图3为PLC控制流程图。
附图标记说明：1—加厚底座；101—总电源开关；102—第二启动按钮；103—第二停止按钮；104—第二电机调速按钮；105—第一电机调速按钮；106—第一停止按钮；107—第一启动按钮；2—第一支撑弹簧；3—第二支撑弹簧；4—有机玻璃箱；5—桩基础建筑物模型；6—条形基础建筑物模型；7—沙土；8—第一偏振电机；9—第三支撑弹簧；10—第二偏振电机。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
如图1、2所示，所述模拟不同震级地震发生时沙土液化现象的试验装置包括加厚底座1、第一支撑弹簧2、第二支撑弹簧3、有机玻璃箱4、桩基础建筑物模型5、条形基础建筑物模型6、沙土7、第一偏振电机8、第三支撑弹簧9、第二偏振电机10。所述加厚底座1为碗状结构，质量较大，能在第一偏振电机8、第二偏振电机10运转振动时，保证加厚底座1不动。在加厚底座1底部纵向安装有第二支撑弹簧3、第三支撑弹簧9以及侧部横向安装有第一支撑弹簧2。所述第二支撑弹簧3和第三支撑弹簧9上安装有机玻璃箱4。有机玻璃箱4内设有沙土7，沙土7上放置桩基础建筑物模型5和条形基础建筑物模型6。所述有机玻璃箱4底部横向安装有第一偏振电机8，有机玻璃箱4侧部纵向安装有第二偏振电机10，第一偏振电机 8、第二偏振电机10可以带动有机玻璃箱4进行不同方位的振动，实现xy方向、xz方向及yz方向的组合耦合振动。所述加厚底座1外侧设有一排装置控制按钮，包括总电源开关101、第二启动按钮102、第二停止按钮103、第二电机调速按钮104、第一电机调速按钮105、第一停止按钮106和第一启动按钮107，所述总电源开关101、第一电机调速按钮105、第一停止按钮106和第一启动按钮107通过导线连接第一偏振电机8，所述电源开关101、第二启动按钮102、第二停止按钮103和第二电机调速按钮104通过导线连接第二偏振电机10。
通过第一电机调速按钮105和第二电机调速按钮104缓慢调速，提高和控制振动频率，有机玻璃箱4在第一偏振电机8、第二偏振电机10和第一支撑弹簧2、第二支撑弹簧3、第三支撑弹簧9的作用下开始振动，通过透明的有机玻璃箱4可以观察到整个沙土7液化的过程，实现演示的目的。
如图3所示，为PLC控制流程图。此控制流程图从左至右依次为纵向电机的控制模块、横向电机的控制模块以及本装置的数显模块。下面说明具体控制流程：
①按下总电源开关101后装置接通电源，所有输出、计数器清零；
②通电后纵向电机即第二偏振电机10、横向电机即第一偏振电机8进入待机状态；
③按下电机启动按钮后电机开始运作；
④通过调速按钮控制电机的转速；
⑤按下电机停止按钮后计数器清零；
⑥再次按下总电源开关101后装置断开电源。
Claims (2)
1.一种模拟不同震级地震发生时沙土液化现象的试验装置，其特征在于：包括加厚底座(1)、第一支撑弹簧(2)、第二支撑弹簧(3)、有机玻璃箱(4)、桩基础建筑物模型(5)、条形基础建筑物模型(6)、沙土(7)、第一偏振电机(8)、第三支撑弹簧(9)、第二偏振电机(10)和装置控制按钮；所述加厚底座(1)为碗状结构，加厚底座(1)底部纵向安装有第二支撑弹簧(3)和第三支撑弹簧(9)，加厚底座(1)侧部横向安装有第一支撑弹簧(2)；所述第二支撑弹簧(3)和第三支撑弹簧(9)上安装有机玻璃箱(4)，有机玻璃箱(4)内设有沙土(7)，沙土(7)上放置桩基础建筑物模型(5)和条形基础建筑物模型(6)；所述有机玻璃箱(4)底部横向安装有第一偏振电机(8)，有机玻璃箱(4)侧部纵向安装有第二偏振电机(10)；所述加厚底座(1)外侧设有一排装置控制按钮，由总电源开关(101)、第二启动按钮(102)、第二停止按钮(103)、第二电机调速按钮(104)、第一电机调速按钮(105)、第一停止按钮(106)和第一启动按钮(107)组成。
2.根据权利要求1所述的模拟不同震级地震发生时沙土液化现象的试验装置，其特征在于：所述总电源开关(101)、第一电机调速按钮(105)、第一停止按钮(106)和第一启动按钮(107)通过导线连接第一偏振电机(8)，所述电源开关(101)、第二启动按钮(102)、第二停止按钮(103)和第二电机调速按钮(104)通过导线连接第二偏振电机(10)。
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