一種分析路堤在地震荷載作用下穩(wěn)定性的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于專用器材領(lǐng)域，具體涉及一種分析路堤在地震荷載作用下穩(wěn)定性 的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是一個多沙漠的國家，沙漠（地）主要分布在新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、寧夏、青海、 吉林、遼寧、陜西及黑龍江等九省區(qū)。最著名的沙漠有：新疆塔里木盆地的塔克拉瑪干沙漠、 準(zhǔn)噶爾盆地的古爾班通古特沙漠、內(nèi)蒙古的騰格里沙漠、巴丹吉林沙漠、青海的柴達(dá)木盆地 沙漠、陜西、寧夏與內(nèi)蒙古三省區(qū)接壤的毛烏素沙漠等。由于沙漠地區(qū)主要分布西部偏遠(yuǎn)地 區(qū)。該地區(qū)地域廣闊，人煙烯少，土地荒蕪。因此，二十世紀(jì)八十年代以前的公路主要為居 住偏遠(yuǎn)分散的各民族人民的交通和聯(lián)系服務(wù)，道路等級低，養(yǎng)護維修質(zhì)量差，并經(jīng)常受到沙 埋、風(fēng)蝕等病害的影響，中斷交通的事故時有發(fā)生。受經(jīng)濟條件和對沙漠公路認(rèn)識水平的限 制，防沙埋及風(fēng)蝕病害是當(dāng)時公路工程建設(shè)中的主要技術(shù)問題。
[0003] 近十幾年來，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的恢復(fù)和迅速發(fā)展，對西部邊疆戰(zhàn)略位置認(rèn)識的 加深，以及對西部地區(qū)礦產(chǎn)資源的勘探和逐步開發(fā)利用，沙漠地區(qū)的公路從道路等級到建 設(shè)速度都有了質(zhì)的飛躍。1996年，210國道陜西榆林過境線二級沙漠公路進(jìn)入設(shè)計施工階 段，遇到很多填方高度大于3. Om的較高路堤，最高者達(dá)18. 57m，5. Om至11. Om的路堤較普 遍。隨后的時間里，內(nèi)蒙古地區(qū)也在研究和總結(jié)經(jīng)驗基礎(chǔ)上相繼修建了多條沙漠二級（或 準(zhǔn)二級）公路，例如國道109線、省道S214線、省道SlO 1線、省道S304線及國道207線等。新 疆地區(qū)古爾班通古特沙漠公路及塔中至且末沙漠三級公路也在近年內(nèi)相繼建成通車。2000 年，我國第一條沙漠高速公路-榆林至靖邊高速公路開工建設(shè)。該公路全長115. 864km， 路線位于陜北黃土高原北部，毛烏素沙漠南緣的長城沿線風(fēng)沙區(qū)。到目前為止，其它省區(qū)也 有多條沙漠等級公路已建成或正在建設(shè)中。
[0004] 然而，我國地處環(huán)太平洋地震帶、地中海-喜馬拉雅地震帶交匯處，有80 %的國土 位移VI度以上烈度區(qū)，有60 %的國土、50 %的城市、67 %的大城市位移VII度及以上烈度 區(qū)，2000年至今，我國共發(fā)生地震2萬余次，其中6級以上強震有230余次，地震災(zāi)害發(fā)生的 特點也在逐步發(fā)生變化。例如，強震次數(shù)增多，西部人口稠密區(qū)發(fā)生地震概率加大，人口傷 亡和經(jīng)濟損失嚴(yán)重，沙漠地區(qū)地震次數(shù)增加等。地震的發(fā)生雖然為偶然事件，發(fā)生頻率不 是很大，但是一旦發(fā)生所造成的破壞卻是災(zāi)難性的，對于高等級公路也不例外，路堤是公 路最普遍的結(jié)構(gòu)，具有量多面廣的特點，一是遭到震害，其破壞是普遍性的，其震害對整個 公路而言，不比橋梁等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)差。因此，為了我國沙漠高速公路事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，開展路 堤結(jié)構(gòu)在地震動荷載作用下動力響應(yīng)特點的研究是沙漠公路行業(yè)目前迫切需要解決的問 題。但是目前國內(nèi)對高填方沙漠公路抗震性能的研究還處于空白狀態(tài)。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種分析路堤在地震荷載作用下穩(wěn)定 性的裝置，分析比較不同因素對地震荷載作用下的路堤邊坡的穩(wěn)定性影響，同時分析研究 高邊坡路堤在地震荷載作用下的動力響應(yīng)變化規(guī)律。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，一種分析路堤在地震荷載作用下穩(wěn)定性的裝置，包括能夠與 振動臺連接的沙箱和設(shè)置在沙箱內(nèi)的路堤模型；
[0007] 所述沙箱包括矩形底板，底板的四角上均設(shè)置有與底板垂直的四角立柱，底板上 一組相向邊上均設(shè)置有與四角立柱等高的有機玻璃，底板的另外一個邊上設(shè)置有木板，有 機玻璃和木板外設(shè)置有跟蹤粒子和標(biāo)尺；
[0008] 所述路堤模型包括置于沙箱底板上的沙層，以及設(shè)置在沙層的若干層風(fēng)積沙，相 鄰層的風(fēng)積沙中的下層風(fēng)積沙的長度大于上層風(fēng)積沙，從而形成邊坡，風(fēng)積沙的垂直面上 從內(nèi)到外設(shè)置有塑料薄膜和防水海綿，防水海綿與木板接觸；
[0009] 所述相鄰層風(fēng)積沙間設(shè)置有若干加速度傳感器，頂層風(fēng)積沙下方和邊坡下方設(shè)置 有土壓力傳感器，頂層風(fēng)積沙上方和包邊材料上方設(shè)置有位移傳感器；
[0010] 所述沙箱三個側(cè)面上設(shè)置的跟蹤粒子均對應(yīng)設(shè)置有補充光源和攝像機，三臺攝像 機均連接計算機數(shù)據(jù)采集控制臺。
[0011] 所述底板上設(shè)置有鋼板，鋼板上堅直設(shè)置有若干鋼片。
[0012] 所述底板上設(shè)置有有機玻璃的邊上對應(yīng)設(shè)置有支撐立柱，對應(yīng)的支撐立柱上設(shè)置 有加強筋，有機玻璃和木板的外側(cè)也設(shè)置有加強筋。
[0013] 所述路堤模型的沙層與底板間設(shè)置有碎石層。
[0014] 所述若干層風(fēng)積沙形成的邊坡為斜面或從上到下依次增大的臺階面。
[0015] 所述若干層風(fēng)積沙所組成的邊坡上覆蓋有包邊材料。
[0016] 所述加速度傳感器采用壓電式傳感器東華DH301 ;土壓力傳感器采用DBY-I型側(cè) 出線傳感器；位移傳感器采用拉線式的，型號為開思KS20-200-05-C12。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用三面封閉一面開口是設(shè)計，使路堤模型邊坡制 作過程中更加方便，傳感器安裝更加快捷，為了配合PIV技術(shù)的實現(xiàn)，沙箱兩側(cè)使用有機 玻璃板，進(jìn)而使得試驗現(xiàn)象更加容易觀測，通過使用Piv技術(shù)，使本裝置具有較高的測量精 度；為了減輕沙箱的重量，避免試驗資源的浪費，沙箱的一側(cè)使用復(fù)合型木板，真正的做到 了滿足使用要求的同時最大程度的減小了箱體重量，方便了試驗與運輸，增加振動臺振動 效率。
[0018] 進(jìn)一步的，本實用新型在鋼板上堅直設(shè)置有若干鋼片，增加路堤模型與箱體底座 之間的摩擦力。
[0019] 進(jìn)一步的，本實用新型設(shè)置有加強筋，能夠防止該裝置在吊裝運輸及激振過程中 框架產(chǎn)生變形。
[0020] 進(jìn)一步的，本實用新型設(shè)置有碎石層，增加路堤模型與沙箱底部的摩擦。
[0021] 進(jìn)一步的，本實用新型的邊坡能夠為兩種結(jié)構(gòu)，提高了本裝置的適用性。
[0022] 進(jìn)一步的，本實用新型設(shè)置有包邊材料，能夠測試坡率相同時，有粘土包邊與無包 邊措施兩種情況下，邊坡在地震荷載作用下的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本實用新型的現(xiàn)場平面布置圖；
[0024] 圖2為本實用新型沙箱的俯視圖；
[0025] 圖3為本實用新型路堤模型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖4為本實用新型路堤模型方案1的示意圖；
[0027] 圖5為本實用新型路堤模型方案2的示意圖；
[0028] 圖6為本實用新型路堤模型的傳感器布置圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明。
[0030] 參加圖1、圖2和圖3, 一種分析路堤在地震荷載作用下穩(wěn)定性的裝置，包括能夠與 振動臺連接的沙箱1和設(shè)置在沙箱內(nèi)的路堤模型2 ;沙箱1包括矩形底板1-1，底板1-1上 設(shè)置有鋼板，鋼板上堅直設(shè)置有若干鋼片，底板1-1的四角上均設(shè)置有與底板1-1垂直的四 角立柱1-2,底板1-1上一組相向邊上均設(shè)置有與四角立柱1-2等高的有機玻璃1-3,底板 1-1的另外一個邊上設(shè)置有木板1-4,有機玻璃1-3和木板1-4外設(shè)置有跟蹤粒子3和標(biāo)尺 5 ;底板1-1上設(shè)置有有機玻璃1-3的邊上對應(yīng)設(shè)置有支撐立柱1-5,對應(yīng)的