CN111175154A - 一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置包括平台、模型箱和离心机，模型箱内设有地基土样，地基土样内设有模拟建筑物，离心机包括多个通过支架设于平台上的圆筒，多个圆筒的中心轴线上贯穿设有转轴，转轴由驱动器驱动，圆筒一侧设有入口、另一侧设有出口，出口一端铰接有可遮蔽出口的圆弧板，当圆弧板遮蔽出口时，圆弧板和圆筒的横截面成圆形，平台上设有支座，支座上设有管道，圆筒内设有螺旋输送叶，地基土样的表面设有对准管道下端的压力传感器，压力传感器通过导线连接显示器。该用于离心机实现多体连续冲击的试验装置能够模拟地震时房屋倒塌、地表建筑物拆除塌落物触地冲击效应、打桩、强夯等强地表冲击荷载对地下建筑物的影响。

Description

一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置
技术领域
本发明涉及一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置。
背景技术
随着城市化进程的不断加快，城市的规划滞后于城市建设，导致大量的城市拆迁工作，而爆破拆除在一些城市得到了广泛使用。但在城市地下空间大规模开发利用的背景下，城市地下建筑物大量存在且与地表建筑越来越近。建筑物爆破拆除时拆除物坍塌触地引起的强冲击效应对临近地下结构的影响不容忽视，目前已有坍塌物冲击造成城市盾构隧道管片开裂的事故。与此同时，打桩、强夯等施工也广泛应用于城市大规模建设中，这些强地表冲击荷载对临近地下建筑物的影响也不容忽视。另外，近些年来世界各地发生超越设防烈度的大地震时有发生，如我国的汶川大地震等，在地震时地表结构倒塌产生的冲击也会对临近地下结构的安全产生影响。
目前对地下结构的抗震等研究成果较多，但对强地表冲击荷载下地下结构的动力响应，特别是振动安全评价方面缺乏系统研究，原因之一便是缺乏必要的试验验证。现场试验由于现场条件有限、影响因素多（特别是地层参数不确定）等原因，开展基于离心机振动台的室内试验研究就显得十分迫切。而本试验装置是在已有离心机上进行必要的改造，以满足模拟上述强地表冲击荷载的目的。
发明内容
鉴于背景技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置，该试验装置能够模拟多种冲击能量。
为此，本发明是采用如下技术方案来实现：
一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置，其特征是：包括平台、模型箱和离心机，所述模型箱内设有地基土样，地基土样内设有模拟建筑物，所述离心机包括多个通过支架设于平台上的圆筒，多个所述圆筒的中心轴线上贯穿设有转轴，所述转轴由驱动器驱动，所述圆筒一侧设有入口、另一侧设有出口，出口一端铰接有可遮蔽出口的圆弧板，当圆弧板遮蔽出口时，圆弧板和圆筒的横截面成圆形，所述平台上设有支座，支座上设有管道，管道上端可对准圆弧板、下端对准地基土样，所述圆筒内入口到出口之间的转动轴上设有螺旋输送叶，所述地基土样的表面设有对准管道下端的压力传感器，所述压力传感器通过导线连接显示器。
进一步的，从右到左依次设置的所述圆筒和螺旋输送叶的直径逐渐递增、圆筒内螺旋输送叶的螺距逐渐递减。
进一步的，所述驱动器包括主电机和副电机，所述转轴右端从动轮，所述主电机的转轴上设有主动轮，主动轮和从动轮之间通过皮带连接，所述副电机的转轴上设有差速器，差速器另一侧连接转轴。
进一步的，所述支座上设有液压缸，所述圆弧板中部设有铰接座，所述液压缸的活塞杆外端与铰接座铰接。
进一步的，所述支座上设有激光测速仪，所述激光测速仪位于管道下方外侧。
进一步的，所述显示器包括壳体、线路板、电源和显示屏，所述压力传感器、电源和显示屏均通过导线连接线路板。
进一步的，所述模型箱由透明材料制成。
采用上述技术方案后，根据试验所需将不同数量的球体通过入口放入圆筒内，然后通过设置直径不同的圆筒和螺旋输送叶及螺距不同的螺旋输送叶，配合主电机、副电机和差速器，实现球体从出口甩出的多种速度，而后球体通过管道并掉落在地基土样，以模拟强地表冲击荷载对地下建筑物造成影响。
附图说明
本发明有如下附图：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中球体从出口甩出的结构示意图。
附图标记：1、平台；2、模型箱；3、支架；4、圆筒；5、转轴；6、入口；7、出口；8、圆弧板；9、支座；10、管道；11、地基土样；12、螺旋输送叶；13、压力传感器；14、导线；15、显示器；16、模拟建筑物；17、主电机；18、副电机；19、皮带；20、差速器；21、液压缸；22、铰接座；23、活塞杆；24、激光测速仪；25、球体。
具体实施方式
参照上述附图所示，本发明提供的一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置包括平台1、模型箱2和离心机，所述模型箱2内设有地基土样11，地基土样11内设有模拟建筑物16，所述离心机包括多个通过支架3设于平台1上的圆筒4，多个所述圆筒4的中心轴线上贯穿设有转轴5，所述转轴5由驱动器驱动，所述圆筒4一侧设有入口6、另一侧设有出口7，出口7一端铰接有可遮蔽出口7的圆弧板8，当圆弧板8遮蔽出口7时，圆弧板8和圆筒4的横截面成圆形，形成球体25的圆形轨道，所述平台1上设有支座9，支座9上设有管道10，管道10上端可对准圆弧板8、下端对准地基土样11，所述圆筒4内入口6到出口7之间的转动轴上设有螺旋输送叶12，所述地基土样11的表面设有对准管道10下端的压力传感器13，所述压力传感器13通过导线14连接显示器15，从右到左依次设置的所述圆筒4和螺旋输送叶12的直径逐渐递增、圆筒4内螺旋输送叶12的螺距逐渐递减，所述驱动器包括主电机17和副电机18，所述转轴5右端从动轮，所述主电机17的转轴5上设有主动轮，主动轮和从动轮之间通过皮带19连接，所述副电机18的转轴5上设有差速器20，差速器20另一侧连接转轴5，所述支座9上设有液压缸21，所述圆弧板8中部设有铰接座22，所述液压缸21的活塞杆23外端与铰接座22铰接，所述支座9上设有激光测速仪24，所述激光测速仪24位于管道10下方外侧，所述显示器15包括壳体、线路板、电源和显示屏，所述压力传感器13、电源和显示屏均通过导线连接线路板，所述模型箱2由透明材料制成。
在本实施例中，先开启主电机17和副电机18，然后根据试验所需将不同数量的球体25通过入口6的放入相应的圆筒4内，要求球体25甩出速度低（模拟坍塌物的落下速度）的时候放入直径小的圆筒4内，要求球体25甩出速度高的时候放入直径大的圆筒4内，螺旋输送叶12将球体25加速送至圆筒4的出口7侧，同时驱动液压缸21使活塞杆23将圆弧板8打开并使圆弧板8下端对准管道10上开口，球体25通过出口7并经过圆弧板8再进入管道10内，最后落在地基土样11的压力传感器13上完成模拟试验，通过多次驱动液压缸21可控制球体25从出口7出来的时间差（通过调节液压缸21活塞杆23的移动速度，可实现单次从出口7甩出一个球体25或多个球体25），可实现同一位置的连续冲击，也可将多个球体25同时放入多个圆筒4内，能够同时模拟多种速度的球体25撞击地基土样11，更加准确的模拟不同物体以不同速度落下的情况。
其中，激光测速仪24位于管道10下方外侧，能够检测球体25脱离管道10时的速度，显示器15能够显示球体25撞击在地基土样11上的最大压力，通过多次球体25撞击试验并记录出管速度和最大压力值，再通过透明模型箱2观察地基土样11及模拟建筑物16的变化。

Claims (7)

1.一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置，其特征是：包括平台、模型箱和离心机，所述模型箱内设有地基土样，地基土样内设有模拟建筑物，所述离心机包括多个通过支架设于平台上的圆筒，多个所述圆筒的中心轴线上贯穿设有转轴，所述转轴由驱动器驱动，所述圆筒一侧设有入口、另一侧设有出口，出口一端铰接有可遮蔽出口的圆弧板，当圆弧板遮蔽出口时，圆弧板和圆筒的横截面成圆形，所述平台上设有支座，支座上设有管道，管道上端可对准圆弧板、下端对准地基土样，所述圆筒内入口到出口之间的转动轴上设有螺旋输送叶，所述地基土样的表面设有对准管道下端的压力传感器，所述压力传感器通过导线连接显示器。
2.根据权利要求1所述的一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置，其特征是：从右到左依次设置的所述圆筒和螺旋输送叶的直径逐渐递增、圆筒内螺旋输送叶的螺距逐渐递减。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置，其特征是：所述驱动器包括主电机和副电机，所述转轴右端从动轮，所述主电机的转轴上设有主动轮，主动轮和从动轮之间通过皮带连接，所述副电机的转轴上设有差速器，差速器另一侧连接转轴。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置，其特征是：所述支座上设有液压缸，所述圆弧板中部设有铰接座，所述液压缸的活塞杆外端与铰接座铰接。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置，其特征是：所述支座上设有激光测速仪，所述激光测速仪位于管道下方外侧。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置，其特征是：所述显示器包括壳体、线路板、电源和显示屏，所述压力传感器、电源和显示屏均通过导线连接线路板。
7.根据权利要求1或2所述的一种用于离心机实现多体连续冲击的试验装置，其特征是：所述模型箱由透明材料制成。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3583521A (en) * 1968-09-13 1971-06-08 Nigel Allister Anstey Continuous seismic source
JP2908777B1 (ja) * 1997-12-26 1999-06-21 西松建設株式会社 大深度円形立坑模型実験方法及びその装置
CN202983904U (zh) * 2013-01-06 2013-06-12 大庆林克机械制造有限公司 卧式螺旋卸料沉降离心机
CN104075866A (zh) * 2014-06-26 2014-10-01 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 离心模型试验波浪循环荷载模拟设备及其测试方法
CN104359638A (zh) * 2014-10-21 2015-02-18 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 一种超重力场振动台加载装置
CN204422168U (zh) * 2015-02-09 2015-06-24 罗浩原 大跨房屋建筑模型冲击加载试验设备
CN104749054A (zh) * 2015-03-13 2015-07-01 同济大学 三维可操控强夯模拟离心机试验机械手装置
WO2015099518A1 (ru) * 2013-12-25 2015-07-02 Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Казахский Национальный Технический Университет Им. К. И. Сатпаева" Министерства Образования И Науки Республики Казахстан Стенд для испытания на антисейсмичность
CN205761819U (zh) * 2016-06-02 2016-12-07 浙江金塔生物科技有限公司 一种卧式离心机
CN106975575A (zh) * 2017-06-05 2017-07-25 北京金隅琉水环保科技有限公司 卧螺离心机及结晶盐脱水系统
CN207866460U (zh) * 2018-05-11 2018-09-14 中国地质调查局成都地质调查中心（西南地质科技创新中心） 一种模拟隧道遭受高频周期性底入式侧向式冲击荷载的动力测试装置
CN109526853A (zh) * 2018-12-18 2019-03-29 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 一种基于阿基米德螺旋的活鱼起鱼装置
CN209174140U (zh) * 2018-11-27 2019-07-30 浙江杰能环保科技设备有限公司 高速固液分离离心机

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3583521A (en) * 1968-09-13 1971-06-08 Nigel Allister Anstey Continuous seismic source
JP2908777B1 (ja) * 1997-12-26 1999-06-21 西松建設株式会社 大深度円形立坑模型実験方法及びその装置
CN202983904U (zh) * 2013-01-06 2013-06-12 大庆林克机械制造有限公司 卧式螺旋卸料沉降离心机
WO2015099518A1 (ru) * 2013-12-25 2015-07-02 Республиканское Государственное Предприятие На Праве Хозяйственного Ведения "Казахский Национальный Технический Университет Им. К. И. Сатпаева" Министерства Образования И Науки Республики Казахстан Стенд для испытания на антисейсмичность
CN104075866A (zh) * 2014-06-26 2014-10-01 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 离心模型试验波浪循环荷载模拟设备及其测试方法
CN104359638A (zh) * 2014-10-21 2015-02-18 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 一种超重力场振动台加载装置
CN204422168U (zh) * 2015-02-09 2015-06-24 罗浩原 大跨房屋建筑模型冲击加载试验设备
CN104749054A (zh) * 2015-03-13 2015-07-01 同济大学 三维可操控强夯模拟离心机试验机械手装置
CN205761819U (zh) * 2016-06-02 2016-12-07 浙江金塔生物科技有限公司 一种卧式离心机
CN106975575A (zh) * 2017-06-05 2017-07-25 北京金隅琉水环保科技有限公司 卧螺离心机及结晶盐脱水系统
CN207866460U (zh) * 2018-05-11 2018-09-14 中国地质调查局成都地质调查中心（西南地质科技创新中心） 一种模拟隧道遭受高频周期性底入式侧向式冲击荷载的动力测试装置
CN209174140U (zh) * 2018-11-27 2019-07-30 浙江杰能环保科技设备有限公司 高速固液分离离心机
CN109526853A (zh) * 2018-12-18 2019-03-29 中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所 一种基于阿基米德螺旋的活鱼起鱼装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
侯瑜京: "土工离心机振动台及其试验技术", 《中国水利水电科学研究院学报》 *
包承纲: "我国岩土离心模拟技术的应用与发展", 《长江科学院院报》 *
贾普照: "稳态加速度模拟试验设备:离心机设计(4)", 《航天器环境工程》 *

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