[发明专利]可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置

说明书

可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置属于土木工程技术领域。由悬挂支架和刚性梁架、轻质刚性材料制作的模型箱体组成，所述模型箱体为多层轻质刚性材料制作、各层面结构由柔性索串接，且柔性索通过吊钩悬挂于刚性梁架上，刚性梁架通过钢梁插槽搭架在所述悬挂支架上，悬挂支架上部螺杆处对应设置恢复标尺，悬挂支架固定于振动台台面周围的地面上，柔性索下部与模型箱刚性底板连接，模型箱刚性底板与振动台面连接在一起。本装置中悬挂支架上螺杆与恢复标尺的设置可以有效的保证每次装填模型地基时模型箱初始状态的一致性，同时本装置可以于填土后方便、快速将刚性梁架移去，最大程度上消除刚性梁架和悬挂支架的振动对模型箱内土体的影响。

技术领域

本发明涉及可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置，属于土木工程技术领域。

背景技术

振动台模型试验可以很好地再现地震过程，是目前应用最为广泛的一种结构抗震试验方法。在模型试验中，只能在有限尺寸的容器(模型土箱等)里来模拟原型地基的地震响应。如今开展的多数振动台试验中所应用的模型土箱可分为刚性箱、柔性箱、层状剪切箱等三种。现有用于振动台试验的模型土箱多数只能满足单向地震动输入的需要，且一些已研发的层状多向剪切模型箱也存在技术缺陷。例如，模型箱设计结构较复杂，模型箱体上其他装置的振动会对模型土体产生较大影响等。

为了满足多维振动输入、箱体结构设计科学合理等要求，更好地减小模型箱体上其他装置的振动对模型土体产生的影响，迫切需要一种设计相对简单、且能最大程度上减小箱体装置振动对模型土体影响的新型多向层状剪切模型土箱。但是，如今国内外尚未有这种可以快速更换箱体结构、对模型土体影响较小的新型多向层状剪切模型土箱。

发明内容

为了克服上述目前模型箱存在的问题，本发明提供一种可以方便、快速地将除轻质层状结构箱体外其它配套设备拆除，避免试验时其他装置的振动对模型箱内土体产生影响的振动台模型土箱试验装置。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置，由悬挂支架、刚性梁架、轻质刚性多向层状剪切模型箱体、刚性底板组成。所述悬挂支架为三根以上的支柱，固定于振动台台面周围的地面上，每根支柱的顶部通过可上下移动的螺杆设有钢梁插槽；所述刚性梁架由刚性横杆构成，每根刚性横杆的两端插接在相邻的两个所述钢梁插槽的槽口中，各刚性横杆首尾相接构成所述刚性梁架；同时在所述悬挂支架顶部设置有可指示所述钢梁插槽高度的恢复标尺；所述轻质刚性多向层状剪切模型箱体上部通过吊钩和吊环机构悬挂在所述刚性梁架下面，其下部固定在所述刚性底板上，该刚性底板固定在所述振动台台面上。

所述钢梁插槽的槽口在垂直方向上排列两个以上，这样可以快速适应不同高度的模型箱体。

这种可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置制作、使用方法如下：

采用轻质刚性材料制作、垂直等间距平行排列层状结构的模型箱箱体由数条均匀分布的柔性索悬挂在刚性梁架上，刚性梁架与柔性索之间通过吊钩和吊环相连，轻质模型箱箱体通过柔性索、吊环、吊钩悬挂于刚性梁架上，刚性梁架插入搁放在置于振动台台面周边地面的悬挂支架上的钢梁插槽的槽口中，通过调节悬挂支架上的螺杆，将刚性梁架调至水平。模型地基装样结束后，通过恢复标尺上的刻度值，准确记录每根螺杆支撑高度，之后通过螺母快速调节螺杆降低刚性梁架高度，后松开各个吊钩与柔性索上的吊环，将刚性梁架从钢梁插槽中移出，从悬挂支架上卸下。试验后，为便于进行卸土等其他操作，需将刚性梁架重新安装在悬挂支架上，将吊钩钩起柔性索，按照之前所记录的恢复标尺刻度将每根螺杆支撑高度调至与试验前相同。

本发明的优点和效果在于：

1.由于柔性索和刚性梁架通过吊钩和吊环相连，模型箱体可以迅速从刚性梁架上卸下；且刚性梁架通过钢梁插槽架设在悬挂支架上，刚性梁架也可以迅速从悬挂支架上卸下。实现了快速更换模型箱体的目的。