[发明专利]一种可调节自振频率的剪切模型箱

说明书

本发明涉及一种可调节自振频率的剪切模型箱，包括层状箱本体，还包括设置于所述层状箱本体两相对面外侧的频率调节机构，所述频率调节机构包括厚度可变的侧限钢板(3)和用于固定所述侧限钢板(3)的限位支座(1)，所述侧限钢板(3)通过限位支座(1)固定于层状箱本体外侧，为剪切模型箱在振动激励作用下层间发生相对水平滑动时提供剪切刚度。与现有技术相比，本发明具有快速、有效调节模型箱频率、大幅缩短试验时间、提高试验精度，降低试验成本等优点。

技术领域

本发明涉及抗震试验技术领域，尤其是涉及一种可调节自振频率的剪切模型箱。

背景技术

我国是多地震国家，近年来地震灾害仍造成大量工程破坏和惨重的生命财产损失。其中，地下工程结构受震害影响范围大，本身修复困难、代价昂贵，其破坏还会危及城市地表结构及生命线工程的安全。地下结构抗震问题引起广泛重视。目前，振动台模型试验可以一定程度上再现地震作用，反映地下结构和周围土体的动力特性，是研究地下工程结构抗震的有效手段。地下工程结构抗震需要同时考虑地下结构本身和周围土体的影响，因此需要一个模型箱容器来装填模型土和地下结构模型。

目前，广泛使用的模型箱容器包括刚性箱、柔性箱和剪切箱三种。其中，刚性箱由于其侧向边界刚性，在振动台振动激励下，边界动力反射明显，边界效应影响范围大，要求所研究的结构模型平面尺寸较小；柔性箱由于侧向边界采用柔性束带、钢丝限制径向变形，导致鼓肚效应，降低试验精度；而剪切箱通过水平钢框的层间滑动，在提供水平刚度的同时减低了边界效应影响，是目前使用广泛的模型箱结构。

但目前现有的层状剪切模型箱的自振频率是固定不变或难以调节的。而对于不同的地下结构振动台试验，通常需要模拟不同的原型地层，相应的模型地层自振频率并非固定。为了保证剪切模型箱的安全性，需要控制剪切模型箱的自振频率远离模型土自振频率。若剪切模型箱的自振频率固定不变，将只适用于某一类地层，现有的层状剪切箱将造成试验成本上升，试验时间延长，试验安全性下降。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可调节自振频率的剪切模型箱。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种可调节自振频率的剪切模型箱，包括层状箱本体，还包括设置于所述层状箱本体两相对面外侧的频率调节机构。

所述频率调节机构包括厚度可变的侧限钢板和用于固定所述侧限钢板的限位支座，所述侧限钢板通过限位支座固定于层状箱本体外侧，为剪切模型箱在振动激励作用下层间发生相对水平滑动时提供剪切刚度。

进一步地，所述侧限钢板通过限位支座贴设于层状箱本体外侧，且所述侧限钢板与层状箱本体外侧面间设置有橡胶垫层。

进一步地，所述橡胶垫层与层状箱本体接触的一面设置有减摩涂料层。

进一步地，所述侧限钢板设有多个，各侧限钢板两侧分别通过至少四个限位支座固定于层状箱本体外侧。

进一步地，各限位支座中，仅最底层和/或最高层的限位支座通过螺栓与层状箱本体连接。

进一步地，所述限位支座呈“匚”型，多个限位支座成对相对设置于侧限钢板两侧，侧限钢板插入所述“匚”型敞口内实现固定，成对的限位支座可调间距地设置于层状箱本体外侧，所述“匚”型具有可调节高度的敞口。

进一步地，所述侧限钢板的高度与层状箱本体的高度一致。

进一步地，所述层状箱本体包括多层水平钢方框，相邻层水平钢方框间设置有滑移机构，最底层所述水平钢方框通过锚固机构固定于振动台上。

进一步地，所述滑移机构包括导轨式滑移支座或轴承式滑移支座。

进一步地，所述锚固机构包括锚固件和锚固螺栓，所述锚固件与最底层水平钢方框连接，并通过所述锚固螺栓固定于振动台上。