[发明专利]一种微幅振动岩土动力沉降实验仪器及使用方法

说明书

一种微幅振动岩土动力沉降实验仪器及使用方法，包括模型箱，模型箱内装有土体，土体上方设置加荷上盖，加荷上盖设置于模型箱内，加荷上盖与动力加载装置连接；湿度调整系统与外部水源相连，并且湿度调整系统设置于模型箱上；动力加载装置、湿度监测系统、沉降监测系统均与控制系统相连，模型箱底部开口处设置有透水板。本发明针对模型箱内在设定含水率条件下的土体环境能够进行精确模拟，同时大大减少不同含水率的土样制备时间，且模型箱设置灵活，可根据试验条件做一定调整，部件之间连接简易。通过该实验装置，结合现场实际工况，可模拟不同含水率的土体受不同条件的地面动荷载影响产生的沉降变化，并根据试验数据进行变化趋势的预测。

技术领域

本次发明涉及的是一种建筑工程技术领域中的技术装置，具体是一种微幅振动岩土动力沉降实验仪器及使用方法。

背景技术

土体经常会受到地震、波浪、风或人工震源的交通、爆炸、打桩、强夯、机器基础等引起的动荷载作用。因此，动荷载作用对土的强度和变形特性都存在一定影响，可造成土体发生破坏，也可用于改善土体不良的工程性质。同时，除动荷载的振幅、频率、时长等因素，土的内部因素如土的类型、含水率等均对土体沉降变形造成不同程度影响。

经现有的技术文献检索发现，由于不同地区土体性质存在较大差异，地表长期循环动荷载对土体沉降变化影响研究多以数值模拟、理论推导方式为主，随着涉及因素的不断增加，如不同湿度下的土体环境，有时结果会与工程实际产生较大偏差，需要更多的研究方法加以补充。

发明内容

本发明的目的是提供一种微幅振动岩土动力沉降实验仪器及使用方法，能够模拟不同含水率的土体环境受长期地表循环动载作用下沉降变化，并预测其变化趋势。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种微幅振动岩土动力沉降实验仪器，包括模型箱、动力加载装置、湿度监测系统、湿度调整系统、沉降监测系统与控制系统；

模型箱内装有土体，土体上方设置加荷上盖，加荷上盖设置于模型箱内，加荷上盖与动力加载装置连接；湿度调整系统与外部水源相连，并且湿度调整系统设置于模型箱上；动力加载装置、湿度监测系统、沉降监测系统均与控制系统相连，模型箱底部开口，并且模型箱底部开口处设置有透水板，模型箱设置在基座上；控制系统包含数据采集器、数据处理器与控制主机；数据采集器与沉降监测系统连接，数据采集器与数据处理器连接并向数据处理器输入所采集试验数据；数据处理器将试验数据处理后传输至控制主机，动力加载装置、湿度监测系统均与控制主机连接。

本发明进一步的改进在于，模型箱的四个侧壁均采用有机玻璃板；透水板的渗透系数大于土体的渗透系数，透水板与基座之间形成排水通道，并且排水通道上设置有第一排水阀，在排水条件下水经透水板排出模型箱；基座与地面接触部分贴附橡胶减震垫层。

本发明进一步的改进在于，模型箱四周设置有型钢外框架，型钢外框架架设于基座上。

本发明进一步的改进在于，动力加载装置包括油压泵箱、伺服作动器、加荷杆与加载支架；加载支架上设置有混凝土支板，混凝土支板能够沿加载支架上下移动，加载支架固定于型钢外框架上。

本发明进一步的改进在于，沉降监测系统包括压力传感器、位移传感器与若干柔性位移计；伺服作动器下端设置有加荷盘，压力传感器与位移传感器均设置于伺服作动器下端的加荷盘内；若干柔性位移计设置在土体内，用于监测不同深度土体沉降变化。

本发明进一步的改进在于，油压泵箱经高压管路与伺服作动器连接；伺服作动器与控制主机相连，加载支架设置在模型箱上，伺服作动器设置在混凝土支板上，加载支架用于支撑伺服作动器，伺服作动器下端设置有加荷杆，加荷杆伸入到模型箱内部与加荷上盖相连。

本发明进一步的改进在于，加荷上盖上表面设置有球形凹槽加荷点，并且凹槽加荷点位于加荷上盖的几何中心，加荷杆底端呈球形，凹槽加荷点四周安装有用于固定加荷杆底端的锁扣固定夹。