本實用新型實施例涉及土木工程的模型箱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種層疊式剪切型模型箱。

背景技術(shù)：

通常自然條件下，地基土是無邊界的半無限自由場，土體并不存在邊界約束。但在實際振動臺模型試驗中，由于模型箱的尺寸相對較小，只能用有限空間來盛放土體，使得土體與箱體之間存在著波動反射效應(yīng)。同時，因振動臺各種技術(shù)參數(shù)的限制，“模型箱效應(yīng)”顯著。因而，必須對模型箱進行邊界處理，以更加科學(xué)合理的模擬地基土的半無限性。

在國內(nèi)外的基礎(chǔ)-土-上部結(jié)構(gòu)相互作用的振動臺試驗中，常用的土箱有三種：剛性土箱、圓筒型柔性土箱、疊層剪切型土箱。

目前，疊層剪切型模型箱較為常見。其由多層矩形平面鋼框架由下至上疊合而成，并在層間放置滾珠或軸承，以實現(xiàn)層間的剪切運動，箱體各層框架可以自由滑動，邊界效應(yīng)較弱，對土剪切變形的模擬較好，但其大部分只能進行單向剪切試驗，在大振情況下，土箱側(cè)向邊界效應(yīng)仍然存在。為了更加真實合理地模擬天然土層的地震響應(yīng)，確保獲得科學(xué)的試驗數(shù)據(jù)，設(shè)計一種箱體結(jié)構(gòu)，能較好的削弱土箱側(cè)向邊界效應(yīng)的層疊式剪切型模型箱是亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例提供一種層疊式剪切型模型箱，用以削弱土箱側(cè)向邊界效應(yīng)。

本實用新型實施例提供的一種，包括：底板、多個層疊框架和多個限位構(gòu)件；

所述多個層疊框架依次層疊放置于所述底板上，所述層疊框架為矩形結(jié)構(gòu)，相鄰的層疊框架間以平行于所述層疊框架間的接觸面的方向滑動；每個層疊框架的頂部設(shè)置有導(dǎo)向滑槽，所述導(dǎo)向滑槽內(nèi)設(shè)有滾軸，便于相鄰的兩個層疊框架相互滑動；

所述多個限位構(gòu)件分別位于所述層疊框架的兩個相對面，所述相對面與所述接觸面相垂直且與滑動方向平行；所述限位構(gòu)件用于將所述層疊框架夾持，限制所述層疊框架間進行垂直于所述滑動方向的滑動；

所述多個限位構(gòu)件的底部與所述底板連接。

可選地，所述限位構(gòu)件包括一個或多個限位鋼支架和一個或多個限位部；

所述限位鋼支架由兩個垂直于底板的鋼架以及位于兩個垂直于底板的鋼架之間的多個交叉設(shè)置的鋼架組成，所述兩個垂直于底板的鋼架和所述兩個垂直于底板的鋼架之間的多個交叉設(shè)置的鋼架位于同一相對面上；

所述一個或多個限位鋼支架用于限制所述層疊框架間進行第一垂直方向的滑動；

所述一個或多個限位部用于限制所述層疊框架間進行第二垂直方向的滑動。

可選地，所述一個或多個限位鋼支架與所述層疊框架接觸的位置設(shè)有滑動軸承。

可選地，所述滑動軸承為多個單列向心球軸承。

可選地，所述底板設(shè)有多個鉸支，所述限位構(gòu)件通過所述鉸支與所述底板連接。

可選地，所述層疊框架的架體是由空心的鋁材制成。

可選地，位于所述層疊框架的兩個相對面的所述多個限位構(gòu)件中相對的兩個限位構(gòu)件的頂部還設(shè)有橫梁，用于固定所述多個限位構(gòu)件。

可選地，所述底板上設(shè)有多個排水孔。

可選地，所述底板上設(shè)有多個定位螺栓孔，用于通過螺栓固定在振動平臺上。

可選地，所述限位構(gòu)件位于所述導(dǎo)向滑槽的外側(cè)且與所述導(dǎo)向滑槽一一對應(yīng)。

本實用新型實施例中的層疊式剪切型模型箱包括底板、多個層疊框架和多個限位構(gòu)件，多個層疊框架依次層疊放置于底板上，層疊框架為矩形結(jié)構(gòu)，相鄰的層疊框架間以平行于層疊框架間的接觸面的方向滑動，每個層疊框架的頂部設(shè)置有導(dǎo)向滑槽，導(dǎo)向滑槽內(nèi)設(shè)有滾珠，便于相鄰的兩個層疊框架相互滑動，多個限位構(gòu)件分別位于層疊框架的兩個相對面，相對面與接觸面相垂直且與滑動方向平行，限位構(gòu)件用于將層疊框架夾持，限制層疊框架間進行垂直于滑動方向的滑動，多個限位構(gòu)件的底部與底板連接。通過限位構(gòu)件將層疊框架夾持，防止層疊框架間進行垂直于兩個層疊框架相互滑動的滑動方向，有效的削弱了進行基礎(chǔ)-土-上部結(jié)構(gòu)相互作用的振動臺試驗時產(chǎn)生的土箱側(cè)向邊界效應(yīng)，提高了振動臺試驗的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的一種層疊式剪切型模型箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的一種層疊式剪切型模型箱的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的一種層疊框架的俯視圖；

圖4為本實用新型實施例提供的一種導(dǎo)向滑槽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型實施例提供的一種底板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型實施例提供的一種限位構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實用新型實施例提供的一種限位構(gòu)件的局部示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型實施例中，限位部件和底板為鋼材料制作而成，如可以使用T型鋼，通過使用鋼材料可以提高層疊式剪切型模型箱的剛度和可靠的結(jié)構(gòu)。

圖1和圖2示出了本實用新型實施例提供的層疊式剪切型模型箱的結(jié)構(gòu)，為了方便顯示相鄰的層疊式剪切型模型箱之間的滾軸，圖1中示意性的顯示了局部的滾軸結(jié)構(gòu)。如圖1和圖2所示，該層疊式剪切型模型箱包括底板105、多個層疊框架101和多個限位構(gòu)件103。

如圖1所示，多個層疊框架101依次層疊放置于所述底板105上，該層疊框架101為矩形結(jié)構(gòu)，相鄰的層疊框架101間以平行于該層疊框架101間的接觸面的方向滑動。為了減輕層疊框架101的重量，該層疊框架101的架體可以由空心的矩形鋁材制作而成。

圖3為該層疊框架101的俯視圖，通過圖3可以看出，在層疊框架101的頂部設(shè)置有導(dǎo)向滑槽，且該導(dǎo)向滑槽內(nèi)設(shè)有滾軸102，相鄰的兩個層疊框架101間通過導(dǎo)向滑槽內(nèi)設(shè)有的滾軸102實現(xiàn)相互滑動，滑動方向為平行于該層疊框架101間的接觸面，在進行試驗時，可以保證層疊框架101實現(xiàn)對土體有效的剪切。圖4給出了導(dǎo)向滑槽和滾軸102的具體結(jié)構(gòu)，該滾軸102可以在導(dǎo)向滑槽內(nèi)運動，通過導(dǎo)向滑槽限制了層疊框架101的滑動距離。

上述多個限位構(gòu)件103分別位于層疊框架101的兩個相對面，該相對面與接觸面相互垂直且與滑動方向平行，該限位構(gòu)件103用于將層疊框架101夾持，限制該層疊框架101間進行垂直于滑動方向的滑動。如圖2所示，圖2給出了兩個限位構(gòu)件103，位于多個層疊框架101的兩個相對面，該相對面是與接觸面相互垂直且與滑動方向平行。通過該限位構(gòu)件103可以有效的削弱土箱的邊界效應(yīng)，使得振動臺試驗的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率提高。

從圖2中可以看出，位于層疊框架101的兩個相對面的相對的兩個限位構(gòu)件103的頂部還設(shè)有橫梁106，用于固定這兩個限位構(gòu)件103，使得該限位構(gòu)件103保持夾持狀態(tài)。

如圖1所示，上述多個限位構(gòu)件103的底部與底板105連接，具體的，底板105上設(shè)有多個鉸支104，該限位構(gòu)件103是通過鉸支104與底板105連接。在不使用的情況下，該限位構(gòu)件103是平躺的，在進行振動臺試驗時，需要先在底部上堆疊層疊框架101，然后使用起吊機將該限位構(gòu)件103吊起豎直，在吊起的過程中，該限位構(gòu)件103以鉸支104為軸心進行轉(zhuǎn)動。為了便于起吊機起吊，如圖2所示，在該限位構(gòu)件103的頂部還設(shè)有起吊環(huán)107，起吊機可以勾住該起吊環(huán)107，將限位構(gòu)件103吊起。為了便于將層疊框架101吊起，在該層疊框架101的周邊設(shè)有勾框108，起吊機可以勾住該勾框108，將該層疊框架101吊起。

圖5示出了本實用新型實施例提供的一種底板105的結(jié)構(gòu)，如圖5所示，該底板105上設(shè)有多個定位螺栓孔，該底板105可以通過螺栓固定在振動平臺上?？梢允沟梦挥诘装?05上的層疊框架101與振動平臺一起運動。

為了更好的描述上述限位構(gòu)件103，圖6示出了上述限位構(gòu)件103的結(jié)構(gòu)，具體的，該限位構(gòu)件103包括一個或多個限位鋼支架和一個或多個限位部(未示出)。該限位鋼支架由兩個處置與底板105的鋼架以及位于兩個垂直于底板105的鋼架之間的多個交叉設(shè)置的鋼架組成，該兩個垂直于底板105的鋼架和兩個垂直于底板105的鋼架之間的多個交叉設(shè)置的鋼架位于同一相對面上。優(yōu)選地，該鋼架可以使用T型鋼，相應(yīng)地也可以使用其他剛度強的鋼材。上述一個或多個限位鋼支架用于限制層疊框架101間進行第一垂直方向的滑動，該第一垂直方向的滑動為在上述接觸面的平面上垂直于滑動方向的滑動。該第一或多個限位部用于限制層疊框架101間進行第二垂直方向的滑動。

從圖6中可以看出，在限位構(gòu)件103的底部示意性的示出了該一個或多個限位鋼支架與層疊框架101接觸的位置設(shè)置的滑動軸承1031。該滑動軸承1031用于保持該層疊框架101滑動的順暢。具體的，從圖7中可以看出，該滑動軸承1031可以由多個單列向心球軸承，相應(yīng)地，該滑動軸承1031還可以使用其他的用于滑動的軸承。

本實用新型實施例中的層疊式剪切型模型箱包括底板105、多個層疊框架101和多個限位構(gòu)件103，多個層疊框架101依次層疊放置于底板105上，層疊框架101為矩形結(jié)構(gòu)，相鄰的層疊框架101間以平行于層疊框架101間的接觸面的方向滑動，每個層疊框架101的頂部設(shè)置有導(dǎo)向滑槽，導(dǎo)向滑槽內(nèi)設(shè)有滾珠，便于相鄰的兩個層疊框架101相互滑動，多個限位構(gòu)件103分別位于層疊框架101的兩個相對面，相對面與接觸面相垂直且與滑動方向平行，限位構(gòu)件103用于將層疊框架101夾持，限制層疊框架101間進行垂直于滑動方向的滑動，多個限位構(gòu)件103的底部與底板105連接。通過限位構(gòu)件103將層疊框架101夾持，防止層疊框架101間進行垂直于兩個層疊框架101相互滑動的滑動方向，有效的削弱了進行基礎(chǔ)-土-上部結(jié)構(gòu)相互作用的振動臺試驗時產(chǎn)生的土箱側(cè)向邊界效應(yīng)，提高了振動臺試驗的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率。

盡管已描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。