[实用新型]一种用于超重力场振动台试验的层状剪切箱装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程的剪切装置，尤其是涉及一种用于超重力场振动台试验的层状剪切箱装置。

背景技术

在实际情况下，地基土体是没有边界的，但在振动台试验中，只能用有限尺寸模型箱来装模型土体。为了消除人工边界效应，将模型箱设计成在地震作用下能够单向层状剪切变形，这样的模型箱被称为层状剪切箱。但是，目前国内的层状剪切模型箱试验难以反映震动情况下土体的行为，难以控制模拟土样的饱和、固结、排水过程，因而在应用上有较大的限制。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于超重力场振动台试验的层状剪切箱装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

底板上设有排水系统，排水系统分别与底板四周的排水阀连接；剪切箱从上至下依次由第1层至第20层等厚度的矩形铝合金剪切框叠合而成，第20层固定在底板上，每两个矩形铝合金剪切框的长边间均经多个与长边垂直的滚轴相叠合连接，剪切箱两侧长边方向均依次对称设有固定在底板和顶板上的位移传感器夹具、两个导向柱和静力柱，剪切箱两侧短边方向的中间部位均对称设有固定在底板和顶板上的侧限框架柱；矩形铝合金剪切框上面的19层，每层均安装了水平位移传感器，每个位移传感器的一端固定在铝合金剪切框两侧长边方向上，另一端固定在位移传感器夹具上；每根导向柱内侧和顶板内侧均设有导向轮，导向柱上的导向轮能与每个矩形铝合金剪切框长边侧面相接触，顶板上的导向轮与第一层矩形铝合金剪切框长边上面相接触，剪切箱内侧四面均安装有橡皮膜，橡皮膜的上部四周固定在第一层矩形铝合金剪切框顶面，橡皮膜的下部固定在底板上。

所述的底板上的排水系统，包括透水石和排水阀，透水石均匀分布在剪切箱内的底板孔中，通过底板内的管路与底板四周侧面的排水阀连接。

所述的底板四角分别设有提升装置。

本实用新型具有的有益效果是：

1、每层之间由滚轴联接，从而层与层之间可以无摩擦滑动，可以减小试验时对土体剪切刚度的影响；

2、上面19层矩形铝合金剪切框安装有水平位移传感器，能够监测试验过程中土体的动力响应；

3、排水系统能够在试验过程中对试样进行饱和、固结和排水，能够较好的控制试样的排水条件和对各种饱和度的试样进行试验；

4、剪切箱内侧安装橡皮膜，能够保持箱体的水密性，同时能够减小土体与剪切箱接触的边界效应；

5、剪切箱顶板处安装有导向轮，保证剪切框在试验过程中不发生起跳；

6、剪切箱外侧由刚性框架支护，能够保证矩形铝合金剪切框在高离心加速度下变形量小于等于1‰，同时位移传感器夹具为安装位移传感器提供场所，导向柱为导轮的安装提供场所，能够保证矩形铝合金剪切框沿长度方向自由运动以及控制矩形铝合金剪切框沿宽度方向运动；

7、侧限框架能够控制试验过程中试样的水平震动位移量，同时能够防止试样甩脱，起到安全控制的作用。

附图说明

图1是本层状剪切模型的正视图。

图2是本层状剪切模型的侧视图。

图3 是剪切框中滚轴布置俯视图。

图4是导向柱中导轮布置俯视图。

图5是顶板处导轮布置正视图。

图6是橡皮膜安装俯视图。

图7是底板排水系统俯视图。

图中：1、矩形铝合金剪切框，2、顶板，3、底板，4、刚性支护框，5、侧限框架，6、橡皮膜，7、导向轮，8，位移传感器，9、排水系统，10、提升装置，11、滚轴，12、透水石，13、排水阀，14、位移传感器夹具，15、导向柱，16、静力柱，17、垫圈，18、螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施做进一步详细描述：