CN207908288U - 一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，包括由实验装置、控制中心两个部分组成，实验装置由液压装置、贴片、液压阻尼器、样品托盘、水平向卡槽、伸缩杆、转动圆盘、铰接、马达、支撑杆、挡板和底座组成，控制中心经过数据线控制实验装置的参数使其可以模拟出不同的周期和振幅的地震波对裂隙岩体的效应，经过模拟可以得到裂隙岩体在受到不同的正应力和不同的振幅频率作用下效应，最后得到裂隙岩体在地震发生后的变形、强度特征和内部的裂隙特征和发育情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种针对裂隙岩体的地质灾害模拟装置，具体是一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置。
背景技术
在近年来，我国地震频发，人民的生命财产不断受到威胁，人们总是关心地震对房屋建筑等的破坏和影响，而忽略了地震对人们生命财产影响最大的主要是来自于由地震诱发的各种次生灾害如崩塌、滑坡、地面沉降等，而对地震诱发的次生灾害的研究的重中之重是地震对地层、裂隙岩体的物理力学性质的影响以及裂隙岩体在地震过程中其内部结构的变化特征。
众所周知地震波可以分成纵波、横波和面波，其中横波对地层中的裂隙岩体的破坏和影响最大，所以我们最需要模拟地震中横波对裂隙岩体的作用情况，即模拟裂隙岩体在受到往复的剪切力的作用下的试验。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，包括总共分成实验装置和控制中心两个部分，实验装置由液压装置、贴片、液压阻尼器、样品托盘、水平向卡槽、伸缩杆、转动圆盘、铰接、马达、支撑杆、挡板和底座组成，经由控制中心通过数据线连接到试验装置来控制试验装置在试验过程中的各个参数的大小。
作为本实用新型进一步的方案：所述液压装置通过挤压贴片使裂隙岩体样品受到垂直向的正应力作用，液压装置能够设置在运行过程中施加在裂隙岩体试样的正应力并将数据传输到控制中心中记录下来。
作为本实用新型再进一步的方案：所述贴片与液压装置接触的一面润滑，与裂隙岩体样品接触的一面需要有很高的摩擦系数，以保证其随着裂隙岩体一起进行水平方向类似于简谐振动的往复运动。
作为本实用新型再进一步的方案：所述样品托盘和贴片之中都设置了位移传感器用于监测岩土体样品在受力过程中体积、表面和强度的变化状况。
作为本实用新型再进一步的方案：所述样品托盘上面承载着裂隙岩体样品，样品托盘下面与水平向卡槽相连接，且水平向卡槽和伸缩杆连接，伸缩杆通过铰接和转动圆盘相连接并确定伸缩杆方向垂直，经由马达提供转动力，并确保两个转动圆盘的转动速度相同，使得伸缩杆能够随着转动圆盘做圆形运动，水平向卡槽起了限制样品托盘在垂直方向上的运动，使得样品只能进行水平方向的往复运动。
作为本实用新型再进一步的方案：所述液压阻尼器具有一定可调整的阻尼系数K，能够在收到压缩的时候提供一定的弹力，在样品托盘的左右都设置了一个液压阻尼器，由于样品托盘只能进行水平方向的运动，而且在运动的过程中其往复运动左右的振幅相当，所受到的压力F根据公式可得：F＝ΔL*K；使得在岩体样品在运动过程中受到力的极值是一定的并且是可以控制的。
作为本实用新型再进一步的方案：所述支撑杆一共有四个呈正方形的角点位置分布，每个支撑杆的两端分别连接着液压装置和底座，确保在整个实验仪器在试验过程保持一个整体。
作为本实用新型再进一步的方案：所述挡板设置在两个支撑杆的中间位置，且在挡板的对应位置和液压阻尼器相焊接，给液压阻尼器提供反力，而且确保了液压阻尼器的位置保持固定。
作为本实用新型再进一步的方案：所述数据线大致有三条，分别连接着两个液压阻尼器、液压装置和马达，连接两个液压阻尼器和液压装置的数据线可以通过控制中心调节液压阻尼器的阻尼系数K即裂隙岩体样品受到简谐力的振幅，连接马达的数据线可以通过控制中心控制马达的马力从而控制裂隙岩体样品受到简谐力的频率。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：使得裂隙岩体样品受到简谐的剪切力的作用，来模拟裂隙岩体在地震波中的作用下的强度、体积和内部的裂隙发育变化情况；加强我们对地震作用的认识与了解和分辨在地震作用下各种岩石的变形性状，为抗震工程提出合理的工程意见。
附图说明
图1为一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置的结构示意图。
图2为一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置中俯视图的结构示意图。
图3为一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置中水平向卡槽的结构示意图。
图中：1、液压装置，2、贴片，3、液压阻尼器，4、样品托盘，5、水平向卡槽，6、伸缩杆，7、转动圆盘，8、铰接，9、马达，10、支撑杆，11、挡板，12、底座，13、数据线，14、控制中心。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。
请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，包括了实验装置和控制中心两个部分，其特征在于，实验装置由液压装置1、贴片2、液压阻尼器3、样品托盘4、水平向卡槽5、伸缩杆6、转动圆盘7、铰接8、马达9、支撑杆10、挡板11和底座12组成，经由控制中心14通过数据线13连接到试验装置，从而控制试验装置在试验过程中的各个参数的大小。
所述液压装置1通过挤压贴片2使裂隙岩体样品受到垂直向的正应力作用，液压装置1能够设置在运行过程中施加在裂隙岩体试样的正应力并将数据传输到控制中心中记录下来。
所述贴片2与液压装置1接触的一面润滑，保证在试验过程中能很好的相对液压装置1滑动，与裂隙岩体样品接触的一面需要有很高的摩擦系数，以保证其随着裂隙岩体一起进行水平方向类似于简谐振动的往复运动。
所述样品托盘4和贴片2之中都设置了位移传感器用于监测岩土体样品在受力过程中体积、表面和强度的变化状况，样品托盘4和贴片2上都需要设置位移或应力传感器，用于记录和监测裂隙岩体的体积、强度的变化曲线。
所述样品托盘4上面承载着裂隙岩体样品，样品托盘4下面与水平向卡槽5相连接，且水平向卡槽5和伸缩杆6连接，伸缩杆6通过铰接8和转动圆盘7相连接并与伸缩杆6方向垂直，马达9连接着两个转动圆盘7，并保证两个转动圆盘7的转动速率相同，伸缩杆6通过铰接8连接在转动圆盘7上，能够随着转动圆盘7转动，由于水平向卡槽5的作用使得伸缩杆6的顶部只能进行水平方向的往复运动，即是保证样品托盘4只能进行水平向的往复运动。
所述伸缩杆6的内外杆之间有极好的滑动性，材料选用耐磨的高强度材料。
所述液压阻尼器3具有一定可调整的阻尼系数K，能够在收到压缩的时候提供一定的弹力，在样品托盘4的左右都设置了液压阻尼器3，由于样品托盘4只能进行水平方向的运动，而且在运动的过程中其往复运动左右的振幅相当，所受到的压力F根据公式可得：F＝ΔL*K；使得在岩体样品在运动过程中受到力的极值是一定的并且是可以控制的。
所述支撑杆10一共有四个呈正方形的角点位置分布，每个支撑杆10的两端分别连接着液压装置1和底座12，确保在整个实验仪器在试验过程保持一个整体，支撑杆10采用抗拉性能好的合金钢，且通过支撑杆10的上端连接液压装置1，下端连接底座12，使装置实验中更加稳定。
所述挡板11设置在两个支撑杆10的中间位置，且在挡板11的对应位置和液压阻尼器3相焊接，给液压阻尼器3提供反力，而且确保了液压阻尼器3的位置保持固定。
所述数据线13大致有三条，分别连接着两个液压阻尼器3、液压装置1和马达9，连接两个液压阻尼器3和液压装置1的数据线13可以通过控制中心调节液压阻尼器3的阻尼系数K即裂隙岩体样品受到简谐力的振幅，连接马达9的数据线13可以通过控制中心14控制马达9的马力从而控制裂隙岩体样品受到简谐力的频率，控制中心14可以通过控制马达9的转速来确保岩土体试样在进行简谐的过程中的频率是保持匀速或者能够在预期的速度变化规律中进行，且数据线13有三部分，一部分连接液压装置1，用于控制液压装置1给予裂隙岩体的正应力大小和接收在该位置的裂隙岩体的变形数据并记录下来，一部分连接液压阻尼器3，用于控制阻尼系数的大小，一部分连接马达9，用于控制马达的转速，使裂隙岩体样品在固定或者变化的频率中受到简谐力的作用。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，包括了实验装置和控制中心两个部分，其特征在于，实验装置由液压装置、贴片、液压阻尼器、样品托盘、水平向卡槽、伸缩杆、转动圆盘、铰接、马达、支撑杆、挡板和底座组成，经由控制中心通过数据线连接到试验装置，从而控制试验装置在试验过程中的各个参数的大小。
2.根据权利要求1所述的一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，其特征在于，所述液压装置通过挤压贴片使裂隙岩体样品受到垂直向的正应力作用。
3.根据权利要求1或2所述的一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，其特征在于，所述贴片与液压装置接触的一面润滑，与裂隙岩体样品接触的一面需要有很高的摩擦系数，以保证其随着裂隙岩体一起进行水平方向类似于简谐振动的往复运动。
4.根据权利要求1所述的一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，其特征在于，所述样品托盘和贴片之中都设置了位移传感器用于监测岩土体样品在受力过程中体积、表面和强度的变化状况。
5.根据权利要求1或4所述的一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，其特征在于，所述样品托盘上面承载着裂隙岩体样品，样品托盘下面与水平向卡槽相连接，且水平向卡槽和伸缩杆连接，伸缩杆通过铰接和转动圆盘相连接并确定伸缩杆方向垂直，经由马达提供转动力，并确保两个转动圆盘的转动速度相同，使得伸缩杆能够随着转动圆盘做圆形运动，水平向卡槽起了限制样品托盘在垂直方向上的运动，使得样品只能进行水平方向的往复运动。
6.根据权利要求1所述的一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，其特征在于，所述液压阻尼器具有一定可调整的阻尼系数K，能够在收到压缩的时候提供一定的弹力，在样品托盘的左右都设置了液压阻尼器，由于样品托盘只能进行水平方向的运动，而且在运动的过程中其往复运动左右的振幅相当，所受到的压力F根据公式可得：F＝ΔL*K；使得在岩体样品在运动过程中受到力的极值是一定的并且是可以控制的。
7.根据权利要求1所述的一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，其特征在于，所述支撑杆一共有四个呈正方形的角点位置分布，每个支撑杆的两端分别连接着液压装置和底座，确保在整个实验仪器在试验过程保持一个整体。
8.根据权利要求1所述的一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，其特征在于，所述挡板设置在两个支撑杆的中间位置，且在挡板的对应位置和液压阻尼器相焊接，给液压阻尼器提供反力，而且确保了液压阻尼器的位置保持固定。
9.根据权利要求1所述的一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置，其特征在于，所述数据线大致有三条，分别连接着两个液压阻尼器、液压装置和马达，连接两个液压阻尼器和液压装置的数据线可以通过控制中心调节液压阻尼器的阻尼系数K即裂隙岩体样品受到简谐力的振幅，连接马达的数据线可以通过控制中心控制马达的马力从而控制裂隙岩体样品受到简谐力的频率。
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| CN108535128A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-09-14 | 吉林大学 | 一种针对裂隙岩体的地震效应的模拟装置 |
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