本實(shí)用新型涉及土木工程領(lǐng)域，具體涉及一種砂土液化試驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)。

背景技術(shù)：

液化的砂土往往從地裂縫噴射到地面上來(lái)，尤其是在地震的期間。砂土液化往往會(huì)加劇地面的開(kāi)裂，并且液化的砂層在重新沉積之后會(huì)加劇上部結(jié)構(gòu)的破壞，因此研究砂土液化是非常有意義的。

在外力或內(nèi)力(通常是孔隙水壓力)作用下，沙土顆粒喪失期間接觸壓力以及相互之間的摩擦力，不能抵抗剪應(yīng)力，就會(huì)發(fā)生液化。砂土液化后，孔隙水在超孔隙水壓力下自下向上運(yùn)動(dòng)。如果砂土層上部沒(méi)有滲透性更差的覆蓋層，地下水即大面積溢出地表；如果砂土層上部有滲透性更弱的黏性土層，當(dāng)超孔隙水壓力超過(guò)蓋層強(qiáng)度，地下水就會(huì)攜帶砂粒沖破蓋層或沿蓋層裂隙噴出地表，產(chǎn)生噴水冒砂現(xiàn)象。地震、爆炸、機(jī)械振動(dòng)等都可以引起砂土液化現(xiàn)象，尤其是地震引起的范圍廣、危害性更大。砂土液化的防治主要從預(yù)防砂土液化的發(fā)生和防止減輕建筑物不均勻沉陷兩方面入手。包括合理選擇場(chǎng)地，采取振沖、夯實(shí)、擠密樁等措施，提高砂土密度；排水降低砂土孔隙水壓力；換土；板樁圍封，以及采用整體性較好的筏基、深樁基等方法。

砂土發(fā)生振動(dòng)液化的基本條件在于飽和砂土的結(jié)構(gòu)疏松和滲透性相對(duì)較低，以及振動(dòng)的強(qiáng)度大和持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。是否發(fā)生噴水冒砂還與蓋層的滲透性、強(qiáng)度，砂層的厚度，以及砂層和潛水的埋藏深度有關(guān)。其液化的類(lèi)型主要有三種：一是滲透壓力引起的液化，當(dāng)砂土下部孔隙水壓力達(dá)到或超過(guò)上覆砂層和水的重量時(shí)，砂土就會(huì)因喪失顆粒之間的摩擦阻力而上浮，承載能力也全部喪失，從而引起液化現(xiàn)象，地震時(shí)出現(xiàn)的地面噴水冒砂現(xiàn)象主要是下部砂層發(fā)生液化造成的；二是單向加荷或剪切引起的液化(或稱(chēng)流滑)，主要是因?yàn)槭杷傻纳巴令w粒骨架在單向剪切作用下發(fā)生不可逆的體積緊縮(即減縮作用)，同時(shí)孔隙水又不能及時(shí)排出，因而引起孔隙水壓力上升和有效應(yīng)力下降，直至轉(zhuǎn)化為液體狀態(tài)造成的，這種現(xiàn)象大多出現(xiàn)在海岸或河岸以及土壩的飽和砂土邊坡中；三是往返加載或剪切引起的液化(又稱(chēng)往返運(yùn)動(dòng)性液化)，大都表現(xiàn)為地震中飽和砂土地基和邊坡的液化破壞，此外，在機(jī)器基礎(chǔ)振動(dòng)爆破等動(dòng)力作用下也產(chǎn)生這種現(xiàn)象。飽和砂土在往返剪切作用下，當(dāng)剪應(yīng)變很小的時(shí)，一般都有剪緒現(xiàn)象，都會(huì)引起孔隙水壓力上升。隨著剪應(yīng)力的增大，中等密度以上的砂土則會(huì)出現(xiàn)剪膨現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)多次往返剪切，由于剪切量和孔隙水壓力的累積，便可出現(xiàn)液化狀態(tài)。

現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)一是振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)方向唯一，不是上下振動(dòng)就是左右震動(dòng)，不能充分的模擬出地震時(shí)砂土液化的各種條件，因此試驗(yàn)出的成果若使用在防震的施工中并不能達(dá)到實(shí)際中的防護(hù)效果。二是振動(dòng)臺(tái)的成本比較高，操作不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種砂土液化試驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了上下左右同時(shí)震動(dòng)和左右單向震動(dòng)或上下單向震動(dòng)，從而完美的模擬地震時(shí)的砂土液化現(xiàn)象，由此便可將其試驗(yàn)的結(jié)果充分的運(yùn)用到實(shí)際施工中，這樣就能減少各種砂土液化對(duì)人們的安全危害和經(jīng)濟(jì)損失。本試驗(yàn)臺(tái)的成本合理，操作簡(jiǎn)單，試驗(yàn)現(xiàn)象清楚。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型公開(kāi)了如下技術(shù)方案：

一種砂土液化試驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)，包括振動(dòng)臺(tái)面、支座、玻璃罩、海綿墊、孔壓傳感器、左右振動(dòng)加速器、上下振動(dòng)加速器和計(jì)算機(jī)：

振動(dòng)臺(tái)面設(shè)置在支座上，玻璃罩設(shè)置在振動(dòng)臺(tái)面上，左右振動(dòng)加速器固定安裝在振動(dòng)臺(tái)面上，上下振動(dòng)加速器固定安裝在振動(dòng)臺(tái)面上，左右振動(dòng)加速器和上下振動(dòng)加速器與計(jì)算機(jī)連接；振動(dòng)加速器上設(shè)有強(qiáng)度傳感器，振動(dòng)臺(tái)面設(shè)有頻率傳感器，強(qiáng)度傳感器和頻率傳感器也分別與計(jì)算機(jī)連接；孔壓傳感器設(shè)置在玻璃罩內(nèi)，孔壓傳感器與計(jì)算機(jī)連接；玻璃罩內(nèi)部四周設(shè)有防滲水的海綿墊。

進(jìn)一步的，所述振動(dòng)臺(tái)面為樹(shù)脂橡膠材質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述支座為木結(jié)構(gòu)或者鋼結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述玻璃罩上設(shè)有用于測(cè)量土層厚度的刻度。

進(jìn)一步的，所述振動(dòng)臺(tái)面尺寸為長(zhǎng)1.0m，寬1.0m。

進(jìn)一步的，所述玻璃罩高80cm。

本實(shí)用新型公開(kāi)的一種砂土液化試驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)，具有以下有益效果：

1.可以讓學(xué)生直觀地看到試驗(yàn)臺(tái)的左右上下同時(shí)震動(dòng)、左右單向震動(dòng)、上下單向震動(dòng)的砂土液化現(xiàn)象，利于學(xué)生的學(xué)習(xí)和開(kāi)闊學(xué)生的視野。

2.可以運(yùn)用到抗震施工中，在不同的施工地段中砂土的質(zhì)量不同，其所承受的抗剪力不同，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們可以得出結(jié)論，從而在施工過(guò)程中地基的處理做到抗震的效果，如此以來(lái)便可減少地震時(shí)所帶來(lái)的生命安全和財(cái)產(chǎn)損失。

3.儀器操作簡(jiǎn)單，試驗(yàn)效果明顯。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2是本實(shí)用新型的工作流程圖，

其中：

1-左右振動(dòng)加速器，2-孔壓傳感器，3-砂土，4-上下振動(dòng)加速器，5-海綿墊，6-玻璃罩，7-振動(dòng)臺(tái)面。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型的核心是提供一種砂土液化試驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了上下左右同時(shí)震動(dòng)和左右單向震動(dòng)或上下單向震動(dòng)，從而完美的模擬地震時(shí)的砂土液化現(xiàn)象，由此便可將其試驗(yàn)的結(jié)果充分的運(yùn)用到實(shí)際施工中，這樣就能減少各種砂土液化對(duì)人們的安全危害和經(jīng)濟(jì)損失。

請(qǐng)參見(jiàn)圖1。

一種砂土液化試驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)，包括振動(dòng)臺(tái)面7、支座、玻璃罩6、海綿墊5、孔壓傳感器2、左右振動(dòng)加速器1、上下振動(dòng)加速器4和計(jì)算機(jī)：

振動(dòng)臺(tái)面7設(shè)置在支座上，玻璃罩6設(shè)置在振動(dòng)臺(tái)面7上，左右振動(dòng)加速器1固定安裝在振動(dòng)臺(tái)面7上，上下振動(dòng)加速器4固定安裝在振動(dòng)臺(tái)面7上，左右振動(dòng)加速器1和上下振動(dòng)加速器4與計(jì)算機(jī)連接，以便調(diào)控震動(dòng)強(qiáng)度震動(dòng)頻率和震動(dòng)方向；振動(dòng)加速器上設(shè)有強(qiáng)度傳感器，振動(dòng)臺(tái)面7設(shè)有頻率傳感器，強(qiáng)度傳感器和頻率傳感器也分別與計(jì)算機(jī)連接；孔壓傳感器2設(shè)置在玻璃罩6內(nèi)，孔壓傳感器2與計(jì)算機(jī)連接；玻璃罩6內(nèi)部四周設(shè)有防滲水的海綿墊5。此砂土液化震動(dòng)臺(tái)可以清楚地模擬出地震時(shí)發(fā)生的砂土液化現(xiàn)象。本試驗(yàn)臺(tái)打破了傳統(tǒng)的單向振動(dòng)，采用左右上下同時(shí)振動(dòng)或左右單向震動(dòng)或上下單向振動(dòng)，三種振動(dòng)方式隨意切換，能夠清楚地表現(xiàn)出不同方向的振動(dòng)實(shí)現(xiàn)砂土液化現(xiàn)象時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度。因此，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)所做的砂土液化實(shí)驗(yàn)可以用在抗震施工中，從而可以減少砂土液化給人們帶來(lái)的生命危害和經(jīng)濟(jì)損失。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述振動(dòng)臺(tái)面7為樹(shù)脂橡膠材質(zhì)。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述支座為木結(jié)構(gòu)或者鋼結(jié)構(gòu)，并且可以移動(dòng)(如萬(wàn)向輪移動(dòng))。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述玻璃罩6上設(shè)有用于測(cè)量土層厚度的刻度。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述振動(dòng)臺(tái)面7尺寸為長(zhǎng)1.0m，寬1.0m。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，所述玻璃罩6高80cm。以防止震動(dòng)期間砂土被震到外界。

請(qǐng)參見(jiàn)圖2。本實(shí)用新型工作過(guò)程如下：首先準(zhǔn)備試驗(yàn)砂土3，將砂土3按所需厚度放于玻璃罩6內(nèi)，在電腦中調(diào)節(jié)振動(dòng)方向、強(qiáng)度以及頻率，開(kāi)始振動(dòng)并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，觀察人員觀察振動(dòng)現(xiàn)象，數(shù)據(jù)采集完成并完成觀察即可結(jié)束試驗(yàn)。由相關(guān)人員進(jìn)行后期數(shù)據(jù)處理分析。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，而非對(duì)其限制；應(yīng)當(dāng)指出，盡管參照上述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對(duì)上述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或?qū)ζ渲胁糠只蛘呷考夹g(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改和替換，并不使相應(yīng)的技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。