CN206362801U - 一种砂土液化试验振动台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种砂土液化试验振动台，包括振动台面、支座、玻璃罩、海绵垫、孔压传感器、左右振动加速器、上下振动加速器和计算机：振动台面设置在支座上，玻璃罩设置在振动台面上，左右振动加速器固定安装在振动台面上，上下振动加速器固定安装在振动台面上，左右振动加速器和上下振动加速器与计算机连接；振动加速器上设有强度传感器，振动台面设有频率传感器，强度传感器和频率传感器也分别与计算机连接；孔压传感器设置在玻璃罩内，孔压传感器与计算机连接；玻璃罩内部四周设有防渗水的海绵垫。本实用新型的优点体现在：可以让学生直观地看到砂土液化现象并可以运用到抗震施工中，仪器操作简单，试验效果明显。

Description

一种砂土液化试验振动台

技术领域

本实用新型涉及土木工程领域，具体涉及一种砂土液化试验振动台。

背景技术

液化的砂土往往从地裂缝喷射到地面上来，尤其是在地震的期间。砂土液化往往会加剧地面的开裂，并且液化的砂层在重新沉积之后会加剧上部结构的破坏，因此研究砂土液化是非常有意义的。

在外力或内力(通常是孔隙水压力)作用下，沙土颗粒丧失期间接触压力以及相互之间的摩擦力，不能抵抗剪应力，就会发生液化。砂土液化后，孔隙水在超孔隙水压力下自下向上运动。如果砂土层上部没有渗透性更差的覆盖层，地下水即大面积溢出地表；如果砂土层上部有渗透性更弱的黏性土层，当超孔隙水压力超过盖层强度，地下水就会携带砂粒冲破盖层或沿盖层裂隙喷出地表，产生喷水冒砂现象。地震、爆炸、机械振动等都可以引起砂土液化现象，尤其是地震引起的范围广、危害性更大。砂土液化的防治主要从预防砂土液化的发生和防止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、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。

砂土发生振动液化的基本条件在于饱和砂土的结构疏松和渗透性相对较低，以及振动的强度大和持续时间长。是否发生喷水冒砂还与盖层的渗透性、强度，砂层的厚度，以及砂层和潜水的埋藏深度有关。其液化的类型主要有三种：一是渗透压力引起的液化，当砂土下部孔隙水压力达到或超过上覆砂层和水的重量时，砂土就会因丧失颗粒之间的摩擦阻力而上浮，承载能力也全部丧失，从而引起液化现象，地震时出现的地面喷水冒砂现象主要是下部砂层发生液化造成的；二是单向加荷或剪切引起的液化(或称流滑)，主要是因为疏松的砂土颗粒骨架在单向剪切作用下发生不可逆的体积紧缩(即减缩作用)，同时孔隙水又不能及时排出，因而引起孔隙水压力上升和有效应力下降，直至转化为液体状态造成的，这种现象大多出现在海岸或河岸以及土坝的饱和砂土边坡中；三是往返加载或剪切引起的液化(又称往返运动性液化)，大都表现为地震中饱和砂土地基和边坡的液化破坏，此外，在机器基础振动爆破等动力作用下也产生这种现象。饱和砂土在往返剪切作用下，当剪应变很小的时，一般都有剪绪现象，都会引起孔隙水压力上升。随着剪应力的增大，中等密度以上的砂土则会出现剪膨现象。经过多次往返剪切，由于剪切量和孔隙水压力的累积，便可出现液化状态。

现有技术的缺点一是振动台的振动方向唯一，不是上下振动就是左右震动，不能充分的模拟出地震时砂土液化的各种条件，因此试验出的成果若使用在防震的施工中并不能达到实际中的防护效果。二是振动台的成本比较高，操作不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种砂土液化试验振动台，实现了上下左右同时震动和左右单向震动或上下单向震动，从而完美的模拟地震时的砂土液化现象，由此便可将其试验的结果充分的运用到实际施工中，这样就能减少各种砂土液化对人们的安全危害和经济损失。本试验台的成本合理，操作简单，试验现象清楚。

为实现上述目的，本实用新型公开了如下技术方案：

一种砂土液化试验振动台，包括振动台面、支座、玻璃罩、海绵垫、孔压传感器、左右振动加速器、上下振动加速器和计算机：

振动台面设置在支座上，玻璃罩设置在振动台面上，左右振动加速器固定安装在振动台面上，上下振动加速器固定安装在振动台面上，左右振动加速器和上下振动加速器与计算机连接；振动加速器上设有强度传感器，振动台面设有频率传感器，强度传感器和频率传感器也分别与计算机连接；孔压传感器设置在玻璃罩内，孔压传感器与计算机连接；玻璃罩内部四周设有防渗水的海绵垫。

进一步的，所述振动台面为树脂橡胶材质。

进一步的，所述支座为木结构或者钢结构。

进一步的，所述玻璃罩上设有用于测量土层厚度的刻度。

进一步的，所述振动台面尺寸为长1.0m，宽1.0m。

进一步的，所述玻璃罩高80cm。

本实用新型公开的一种砂土液化试验振动台，具有以下有益效果：

1.可以让学生直观地看到试验台的左右上下同时震动、左右单向震动、上下单向震动的砂土液化现象，利于学生的学习和开阔学生的视野。

2.可以运用到抗震施工中，在不同的施工地段中砂土的质量不同，其所承受的抗剪力不同，通过实验，我们可以得出结论，从而在施工过程中地基的处理做到抗震的效果，如此以来便可减少地震时所带来的生命安全和财产损失。

3.仪器操作简单，试验效果明显。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，

图2是本实用新型的工作流程图，

其中：

1-左右振动加速器，2-孔压传感器，3-砂土，4-上下振动加速器，5-海绵垫，6-玻璃罩，7-振动台面。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种砂土液化试验振动台，实现了上下左右同时震动和左右单向震动或上下单向震动，从而完美的模拟地震时的砂土液化现象，由此便可将其试验的结果充分的运用到实际施工中，这样就能减少各种砂土液化对人们的安全危害和经济损失。

请参见图1。

一种砂土液化试验振动台，包括振动台面7、支座、玻璃罩6、海绵垫5、孔压传感器2、左右振动加速器1、上下振动加速器4和计算机：

振动台面7设置在支座上，玻璃罩6设置在振动台面7上，左右振动加速器1固定安装在振动台面7上，上下振动加速器4固定安装在振动台面7上，左右振动加速器1和上下振动加速器4与计算机连接，以便调控震动强度震动频率和震动方向；振动加速器上设有强度传感器，振动台面7设有频率传感器，强度传感器和频率传感器也分别与计算机连接；孔压传感器2设置在玻璃罩6内，孔压传感器2与计算机连接；玻璃罩6内部四周设有防渗水的海绵垫5。此砂土液化震动台可以清楚地模拟出地震时发生的砂土液化现象。本试验台打破了传统的单向振动，采用左右上下同时振动或左右单向震动或上下单向振动，三种振动方式随意切换，能够清楚地表现出不同方向的振动实现砂土液化现象时的振动强度。因此，本实验台所做的砂土液化实验可以用在抗震施工中，从而可以减少砂土液化给人们带来的生命危害和经济损失。

在本实用新型的一种实施例中，所述振动台面7为树脂橡胶材质。

在本实用新型的一种实施例中，所述支座为木结构或者钢结构，并且可以移动(如万向轮移动)。

在本实用新型的一种实施例中，所述玻璃罩6上设有用于测量土层厚度的刻度。

在本实用新型的一种实施例中，所述振动台面7尺寸为长1.0m，宽1.0m。

在本实用新型的一种实施例中，所述玻璃罩6高80cm。以防止震动期间砂土被震到外界。

请参见图2。本实用新型工作过程如下：首先准备试验砂土3，将砂土3按所需厚度放于玻璃罩6内，在电脑中调节振动方向、强度以及频率，开始振动并进行数据采集，观察人员观察振动现象，数据采集完成并完成观察即可结束试验。由相关人员进行后期数据处理分析。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种砂土液化试验振动台，其特征在于，包括振动台面、支座、玻璃罩、海绵垫、孔压传感器、左右振动加速器、上下振动加速器和计算机：

振动台面设置在支座上，玻璃罩设置在振动台面上，左右振动加速器固定安装在振动台面上，上下振动加速器固定安装在振动台面上，左右振动加速器和上下振动加速器与计算机连接；振动加速器上设有强度传感器，振动台面设有频率传感器，强度传感器和频率传感器也分别与计算机连接；孔压传感器设置在玻璃罩内，孔压传感器与计算机连接；玻璃罩内部四周设有防渗水的海绵垫。

2.根据权利要求1所述的一种砂土液化试验振动台，其特征在于，所述振动台面为树脂橡胶材质。

3.根据权利要求1所述的一种砂土液化试验振动台，其特征在于，所述支座为木结构或者钢结构。

4.根据权利要求1所述的一种砂土液化试验振动台，其特征在于，所述玻璃罩上设有用于测量土层厚度的刻度。

5.根据权利要求1所述的一种砂土液化试验振动台，其特征在于，所述振动台面尺寸为长1.0m，宽1.0m。

6.根据权利要求1所述的一种砂土液化试验振动台，其特征在于，所述玻璃罩高80cm。