CN209556001U - 抗滑桩震后损伤测试系统 - Google Patents
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Abstract
抗滑桩震后损伤测试系统,属于土木工程技术,本实用新型包括振动台、激励装置和加速度传感器,所述振动台上设置有稳定土体区域和坡体区域,所述坡体区域内沿垂直方向埋设有被测结构物,所述被测结构物为抗滑桩的比例模型,在被测结构物表面沿被测结构物的轴向设置有加速度传感器。本实用新型实现抗滑桩震后损伤的无损检测,检测不会对结构本身造成损坏。
Description
技术领域
本实用新型属于土木工程技术,特别涉及抗滑桩监测技术领域。
背景技术
目前,国内外开展了大量的关于桥隧结构、建筑结构等的损伤检测工作,如既有专利:文献1:专利《桥梁混凝土结构损伤探测装置》(CN205861566U,万宇通),文献2:专利《钢框架结构突变损伤的识别方法及系统》(CN 104458173 A,吴毅江)。与之形成鲜明对比的是,尽管出现了许多关于岩土支挡结构变形预警的研究,如既有专利:文献1:专利《抗滑桩变形自动预警装置》(CN205224126U,姚裕春),文献2:专利《基于地下水位与位移监测的边坡动态稳定性系数测定方法》(CN104406623B,贺可强),但是针对其损伤检测的研究鲜有报道。
地震荷载将对岩土支挡结构的稳定性、位移及结构损伤产生影响,其中后者尤为重要。结构损伤将影响抗滑桩等构件的力学性能,进而导致整个支挡结构产生位移,甚至失稳。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是,提供一种能够准确测定抗滑桩震后损伤的测试方法。
本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是,1)参照实际工况,在模拟坡体内设置被测结构物,在被测结构物上设置至少两个加速度传感器;
2)对被测结构物施加激励荷载,通过加速度传感器检测得到初始固有频率;
3)对被测结构物施加模拟地震荷载,通过加速度传感器检测得到固有频率值;
4)对比步骤3)所测得的固有频率与步骤2)所测得的初始固有频率,若不同则判定被测结构出现损伤。
所述步骤4)中,若差值超过预设阈值,则判断为不同。
所述步骤1)中,加速度传感器设置于被测结构物不同的部位。
所述步骤1)中,加速度传感器至少为3个,沿直线设置于被测结构物不同的部位;
所述步骤4)为:对比步骤3)所测得的固有频率与步骤2)所测得的初始固有频率,若不符则判定被测结构出现损伤;若有损伤,对比加速度测试时程曲线,若相邻两个加速度时程信号出现相位差,则认为损伤位置在二者之间。
进一步的,还包括步骤5):改变激励荷载和模拟地震荷载的数值,然后返回步骤1)。
本实用新型还提供一种抗滑桩震后损伤测试系统,包括振动台、激励装置和加速度传感器,所述振动台上设置有稳定土体区域和坡体区域,所述坡体区域内沿垂直方向埋设有被测结构物,所述被测结构物为抗滑桩的比例模型,在被测结构物表面沿被测结构物的轴向设置有加速度传感器。
还包括数据采集装置,所述数据采集装置和加速度传感器连接。本实用新型的有益效果在于:
本实用新型可实现抗滑桩震后损伤的模拟;损伤分析方法简单、高效、方便、可操作性强;损伤分析方法可准确判定是否损伤并捕捉损伤位置;该方法实现了抗滑桩震后损伤的无损检测,检测不会对结构本身造成损坏。
附图说明
图1为抗滑桩震后损伤的振动台模型正视图。
图2为抗滑桩震后损伤的振动台模型俯视图。
图3为图1的振动台模型左视方向的示意图。
图中:1-振动台;2-数据采集系统;3-抗滑桩;4-加速度传感器;5-稳定土体;6-不稳定土体(坡体);7-激励装置。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型的实施例进行详细的描述:
本实用新型提供一种抗滑桩震后损伤的振动台模型系统,包括激励装置7、数据采集系统2、振动台1、抗滑桩模型、加速度传感器4。
进一步,所述振动台1工作频率0.4Hz~15Hz,加载波形可为简谐波、地震波。
进一步,所述抗滑桩模型各物理量满足如下相似比:长度l的比例Cl=n;密度ρ的比例Cρ=1;加速度a的比例Ca=1;粘聚力c的比例Cc=n;内摩擦角的比例弹性模量E的比例CE=n;时间t的比例Ct=n0.5;频率ω的比例Cω=n-0.5;应力σ的比例Cσ=1。
进一步,所述抗滑桩模型由抗滑桩3、稳定土层5、不稳定土层组成6。
进一步,所述加速度传感器为压电式加速度传感器。
抗滑桩震后损伤的振动台模型识别方法,该方法包括以下步骤:
①在振动台模型箱内填筑抗滑桩模型并布置加速度传感器4;
②对抗滑桩模型施加激励荷载,同时采用数据采集系统2进行数据采集;
③通过计算机对采集数据进行频谱分析;
④通过自振频率判断抗滑桩3是否发生损伤;
⑤若发生损伤,通过加速度传感器4测试信号判断损伤位置。
进一步,所述加速度传感器4布置在抗滑桩上3。
进一步,所述对抗滑桩模型施加激励荷载,同时采用数据采集系统2进行数据采集的具体步骤如下:
a)先对初始无损的抗滑桩模型施加激励荷载,采用数据采集系统2进行数据采集。
b)对抗滑桩模型施加0.1g的地震荷载,再次对抗滑桩模型施加激励荷载,同时采用数据采集系统2进行数据采集。
c)增大地震荷载强度分别为0.2g,0.3g……,并重复步骤b)。
进一步,步骤③,通过计算机对采集数据进行频谱分析,具体包括:采用傅里叶变换,将采集到的激励荷载下的加速度时程曲线转为频域曲线,得到初始无损状态以及各地震荷载作用后抗滑桩3的固有频率值。
进一步,步骤④,通过自振频率判断抗滑桩3是否发生损伤,具体包括:对比初始无损状态与地震荷载作用后抗滑桩3的固有频率值,若两者不相等,则认为抗滑桩3出现损伤。
进一步,步骤⑤,若发生损伤,通过加速度传感器4测试信号判断损伤位置。具体包括:对比加速度测试时程曲线,若相邻两个加速度时程信号出现相位差,则认为损伤位置在其间。
测试传感器主要为加速度传感器,同时其沿测试结构物高度方向均匀布置。实验前对测试结构施加第一次激励荷载,通过加速度传感器得到测试结构不同部位处的初始固有频率值ω1-0、ω2-0、ω3-0、...、ωj-0;通过振动台对测试结构物施加地震荷载,加载完成后对测试结构施加第二次激励荷载,得到此时各部位的固有频率值ω1-1、ω2-1、ω3-1、...、ωj-1;若加载前后同一位置处的固有频率值未发生变化,则此处完好,若加载后的固有频率不等于初始固有频率,则结构发生损伤。此时检查施加地震荷载时所有加速度传感器测试的加速度时程曲线,若相邻两个加速度传感器测得的时程曲线存在相位差,则证明此处出现损伤。
Claims (2)
1.抗滑桩震后损伤测试系统,其特征在于,包括振动台、激励装置和加速度传感器,所述振动台上设置有稳定土体区域和坡体区域,所述坡体区域内沿垂直方向埋设有被测结构物,所述被测结构物为抗滑桩的比例模型,在被测结构物表面沿被测结构物的轴向设置有加速度传感器。
2.如权利要求1所述的抗滑桩震后损伤测试系统,其特征在于,还包括数据采集装置,所述数据采集装置和加速度传感器连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201822247836.8U CN209556001U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 抗滑桩震后损伤测试系统 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN201822247836.8U CN209556001U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 抗滑桩震后损伤测试系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN209556001U true CN209556001U (zh) | 2019-10-29 |
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Family Applications (1)
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CN201822247836.8U Active CN209556001U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 抗滑桩震后损伤测试系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
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CN (1) | CN209556001U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109653261A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-19 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 抗滑桩震后损伤测试方法和系统 |
-
2018
- 2018-12-29 CN CN201822247836.8U patent/CN209556001U/zh active Active
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109653261A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-19 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 抗滑桩震后损伤测试方法和系统 |
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