專利名稱：一種應(yīng)用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中模擬面波作用的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中模擬面波的裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，面波是地震波的一種，能量最大，波速比體波慢，但振幅往往很大，振動(dòng)周期較長(zhǎng)，振幅隨深度呈指數(shù)函數(shù)急劇衰減。然而，倘若面波經(jīng)盆地放大后在地層的傳播深度可達(dá)20m以上，從而對(duì)地下結(jié)構(gòu)，尤其對(duì)淺埋地下結(jié)構(gòu)的影響不容小覷。而目前地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)僅局限于體波振動(dòng)的影響，對(duì)于面波振動(dòng)的影響還沒(méi)有考慮，為此希望研究一種方法及裝置來(lái)模擬用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中的面波作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種應(yīng)用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中模擬面波作用的裝置。為了達(dá)到模擬盆地面波作用的效果，本次發(fā)明創(chuàng)新并嘗試性的發(fā)明了這種應(yīng)用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中模擬面波作用的裝置。該發(fā)明是在地下結(jié)構(gòu)模型箱，以及多維多點(diǎn)子振動(dòng)臺(tái)的基礎(chǔ)上，以子振動(dòng)臺(tái)為振動(dòng)源，將震動(dòng)波傳遞至模型箱，具體技術(shù)方案為包括鋼底板(I)、型鋼鋼架(2)、帶有剛性圓錐體的面板(3)、厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)及萬(wàn)向節(jié)(5);型鋼鋼架(2)的一端與鋼底板(I)固定連接，型鋼鋼架(2)另一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)(5)與厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)連接，厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)與帶有剛性圓錐體的面板(3)固定連接；在厚壁無(wú)縫鋼管立柱和萬(wàn)向節(jié)(5)之間還設(shè)置了螺桿，螺桿通過(guò)螺紋連接于厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)的內(nèi)部，用于控制帶有剛性圓錐體的面板(3)的升降。其中，鋼底板(I)固定在多維多點(diǎn)子振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，帶有剛性圓錐體的面板(3)通過(guò)其下方剛圓錐體與模型箱上方土體接觸，多維多點(diǎn)子振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)鋼底板(I)、型鋼鋼架(2)、萬(wàn)向節(jié)(5)、厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)以及帶有剛性圓錐體的面板(3)傳遞至模型箱，達(dá)到模擬面波的作用。有益效果本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、可操作性好、可靠性高，可用于研究盆地面波作用下的不同結(jié)構(gòu)形式、組合方式、覆土深度、場(chǎng)地土條件及地震波場(chǎng)等條件下地下結(jié)構(gòu)的抗震性倉(cāng)泛。


圖1為實(shí)施例中裝置的正視2實(shí)施例中裝置的側(cè)視圖；圖3實(shí)施例中裝置的俯視圖；圖4實(shí)施例中面板中剛性圓錐體的布置圖；圖5實(shí)施例中厚壁無(wú)縫鋼管立柱示意圖6實(shí)施例中萬(wàn)向節(jié)的示意圖；圖中，1、鋼底板，2、型鋼鋼架，3、帶有剛性圓錐體的面板，4、厚壁無(wú)縫鋼管，5、萬(wàn)向節(jié)，6、螺桿，7、萬(wàn)向節(jié)墊板，8、萬(wàn)向節(jié)過(guò)渡板，9、連接鋼板。具體實(shí)施方法以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明該裝置包括I鋼底板(I)、型鋼鋼架(2)、帶有剛性圓錐體的面板(3)、厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)及萬(wàn)向節(jié)(5);鋼底板(I)固定在多維多點(diǎn)子振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上，帶有剛性圓錐體的面板(3)通過(guò)其下方剛圓錐體與模型箱上方土體接觸，多維多點(diǎn)子振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)信號(hào)通過(guò)鋼底板(I)、型鋼鋼架(2)、萬(wàn)向節(jié)(5)、厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)以及帶有剛性圓錐體的面板
(3)傳遞至模型箱，同時(shí)，在帶有剛性圓錐體的面板(3)的上表面固定水平向加速度計(jì)和豎向加速度計(jì)，以監(jiān)測(cè)傳遞到3上的振動(dòng)信號(hào)大小。本實(shí)施例中，型鋼鋼架由兩個(gè)相同的鋼架組成，每個(gè)鋼架由橫梁和豎梁組成，橫梁和豎梁相垂直，豎梁用于固定連接鋼底板(I )，兩個(gè)鋼架的橫梁之間由三個(gè)橫向型鋼鋼梁連接在一起，組成一個(gè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，從俯視圖可見(jiàn)組成一個(gè)“日”字型框架；相應(yīng)的萬(wàn)向節(jié)(5)和厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)均有兩個(gè)，兩個(gè)厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)與帶有剛椎體的面板連接，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性；型鋼鋼架還可以由一個(gè)或者多個(gè)鋼架組成，相應(yīng)的萬(wàn)向節(jié)(5)和厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)的個(gè)數(shù)分別為一個(gè)或者多個(gè)。厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)內(nèi)側(cè)有螺紋，與螺桿連接，用于調(diào)節(jié)帶有剛性圓錐體的面板
(3)的高度，以保證面板與土體的有效結(jié)合。帶有剛性圓錐體的面板(3)的底面布有長(zhǎng)度不一，直徑不等的剛性圓錐體，剛圓錐體的尺寸分別為直徑20mm、長(zhǎng)60mm和直徑10mm、長(zhǎng)IOmm,長(zhǎng)圓錐體插入土體內(nèi)，較短圓錐體
可提供土體表面摩擦力。本發(fā)明在層狀剪切箱、柔性箱中應(yīng)用效果較為理想。此實(shí)施例可用于雙向水平地震動(dòng)輸入。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中模擬面波作用的裝置，其特征在于包括鋼底板(I)、型鋼鋼架(2)、帶有剛性圓錐體的面板(3)、厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)及萬(wàn)向節(jié)(5);型鋼鋼架(2)的一端與鋼底板(I)固定連接，型鋼鋼架(2)另一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)(5)與厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)連接，厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)與帶有剛性圓錐體的面板(3)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中模擬面波作用的裝置，其特征在于在厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)和萬(wàn)向節(jié)(5)之間還設(shè)置了螺桿，螺桿通過(guò)螺紋連接于厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)的內(nèi)部，控制帶有剛性圓錐體的面板(3)的升降。
全文摘要
本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中模擬面波的裝置。具體包括鋼底板(1)、型鋼鋼架(2)、帶有剛性圓錐體的面板(3)、厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)及萬(wàn)向節(jié)(5)；型鋼鋼架(2)的一端與鋼底板(1)固定連接，型鋼鋼架(2)另一端通過(guò)萬(wàn)向節(jié)(5)與厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)連接，厚壁無(wú)縫鋼管立柱(4)與帶有剛性圓錐體的面板(3)固定連接；當(dāng)向振動(dòng)臺(tái)輸入地震波場(chǎng)時(shí)，振動(dòng)臺(tái)經(jīng)穩(wěn)定的型鋼鋼架把振動(dòng)場(chǎng)有效信號(hào)傳遞到帶有剛性圓錐體的面板，帶有剛性圓錐體的面板通過(guò)土體內(nèi)的剛性圓錐體來(lái)帶動(dòng)模型箱振動(dòng)，從而模擬振動(dòng)場(chǎng)。本發(fā)明可以很好的模擬面波效應(yīng)。
文檔編號(hào)G01M7/06GK103063386SQ201210564730
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者陶連金, 李積棟, 黃 俊, 邊金, 李文博, 董洪昌, 劉璐, 孟濤 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)