[发明专利]一种考虑行波效应的单振动台试验剪切箱

说明书

本发明公开了一种考虑行波效应的单振动台试验剪切箱，包括基板和剪切箱体，基板固定于振动台面上，基板表面固连若干支撑结构；剪切箱体包括底板，以及与底板相连的框架，底板沿激震方向依次分割为主动板和若干从动板，主动板与从动板之间、从动板与从动板之间通过联动机构相连；主动板和从动板均设于支撑结构的上部，主动板的底部与支撑结构固连。本发明的有益效果为：将剪切箱体的底板分为主动板和从动板，利用联动机构相连，调节弹簧阻尼器参数，可控制从动板地震响应的加速度幅值和时滞，从而使各块底板的地震动峰值、主频、时滞满足目标要求，从动板地震响应实现预期的行波效应，从而获得地下结构在考虑行波效应的地震动作用下的地震响应。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种考虑行波效应的单振动台试验剪切箱。

背景技术

对于地下结构振动台试验来说，为减小模型箱壁对土体边界效应的影响，通常采用剪切型模型箱。而长大型地下结构如纵向尺度远大于横向尺度的长隧道结构，其纵向不同位置处地震动响应存在明显的相位变化，行波效应等非一致地震激励对地下结构地震响应的影响不可忽视。因此，考虑非一致地震动输入的模型箱设计是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种试验结果更可靠的考虑行波效应的单振动台试验剪切箱。

本发明采用的技术方案为：一种考虑行波效应的单振动台试验剪切箱，包括基板和剪切箱体，基板固定于振动台面上，基板表面固连若干支撑结构；所述剪切箱体包括底板，以及与底板相连的框架，所述底板沿激震方向依次分割为主动板和若干从动板，所述主动板与从动板之间、从动板与从动板之间通过联动机构相连；所述主动板和从动板均设于支撑结构的上部，主动板的底部与支撑结构固连，所述从动板通过滑动机构与支撑结构相连。

按上述方案，所述框架包括若干自下而上依次叠合的层状框架，上下相邻的两个层状框架之间滑动相连，两者可发生相对滑动；底层的层状框架分割为与主动板对应相连的主动部分，以及多个分别与从动板对应相连的从动部分。

按上述方案，所述层状框架的上端面和下端面各设有滑槽，滑槽的长度方向与激震方向相同；所述滑槽与滚珠相配置，上下相邻的两个层状框架之间通过滚珠相连，发生相对滑动。

按上述方案，所述联动机构包括若干垂直于激震方向间隔布置的弹簧阻尼器，弹簧阻尼器安装于主动板与从动板之间的间隙内，或从动板与从动板之间的间隙内；弹簧阻尼器的一端与从动板相连，弹簧阻尼器的另一端与主动板/从动板相连。

按上述方案，在主动板与从动板之间的间隙，及从动板与从动板之间的间隙上方分别设置挡板，挡板的两端分别搭接于L型垫板上，且两者接触面光滑；两个L型垫板相对安装，且水平段固定于从动板或主动板上；L型垫板的竖直段与挡板之间填充有柔性材料，所述柔性材料可以为泡沫或橡胶。

按上述方案，滑动机构包括滑轨和滚轮/滚珠，所述滑轨的长度方向与激震方向相同；所述滑轨固定于支撑结构上，滚轮/滚珠与滑轨相配置；从动板设于滚轮/滚珠上。

按上述方案，所述剪切箱体沿激震方向两侧分别设有限位装置，所述限位装置包括设于剪切箱体同侧的两个U型架，以及限位板，所述限位板卡设于两根限位杆与剪切箱体外壁之间。

按上述方案，所述支撑结构包括工字钢和加劲肋，加劲肋沿垂直于激震方向依次间隔布置。

本发明的有益效果为：

1、本发明将原有剪切箱体的底板分为主动板和从动板，并利用联动机构相连，通过调节弹簧及阻尼器参数，可有效地控制从动板地震响应的加速度幅值和时滞，从而使各块底板的地震动峰值、主频、时滞满足目标要求，使从动板地震响应实现预期的行波效应，从而获得地下结构在考虑行波效应的地震动作用下的地震响应；与现有技术相比，试验结果准确度更高，且降低了试验难度和试验成本；