[发明专利]一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置及方法

权利要求书

1.一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，其特征在于：包括固定刚体框架(1)、液压加载系统、界面剪切盒系统、电磁式振动台及数据采集系统；

所述固定刚体框架(1)为前后开口的方形框架，顶部中央设有螺纹安装孔和圆形开口，底部对称设置的两个“L”形固定角架(4)；

所述液压加载系统包括中空式液压千斤顶(5)，中空式液压千斤顶(5)的活塞缸通过螺杆(2)和螺母(3)固定在固定刚体框架(1)上，中空式液压千斤顶(5)的活塞上设有竖向压板(8)，竖向压板(8)与中空式液压千斤顶(5)活塞之间设有减震弹簧板(6)，减震弹簧板(6)上设有四个通孔，通孔中设有单头螺柱(9)，单头螺柱(9)一端为光滑结构，另一端为螺纹结构，其中光滑结构一端与中空式液压千斤顶(5)活塞连接，活塞与单头螺柱(9)光滑结构连接处设有光滑圆孔，单头螺柱(9)螺纹结构一端与竖向压板(8)连接，单头螺柱(9)顶端距离活塞上光滑圆孔顶端留有余量，保有一定距离，用于保证弹簧板(6)能发生一定的压缩位移；

所述界面剪切盒系统包括土体剪切盒和结构面板(16)，结构面板(16)固定在底座(17)上，土体剪切盒设置在结构面板(16)上，土体剪切盒包括刚性剪切盒(11)和柔性剪切盒(12)，其中柔性剪切盒(12)由多个叠环叠加而成，安放在刚性剪切盒(11)下方，在土体剪切盒中设置土体(10)，并通过在刚性剪切盒(11)和柔性剪切盒(12)边角上设置有定位销(13)用以固定安装土体(10)，其中竖向压头(8)从顶部伸入刚性剪切盒(11)中，柔性剪切盒(12)与结构面板(16)接触的叠环间设有挡土暗板(14)，并且接触面处的叠环在剪切方向安装有关节轴承(15)；

电磁式振动台包括台面(19)和台体(20)，台面(19)上方通过安装螺栓(18)连接有底座(17)，台面(19)下方设有与固定刚体框架(1)的角架(4)固定连接的台体(20)；

所述数据采集系统包括穿心式荷重传感器(7)、回弹式LVDT竖向位移传感器(21)、推拉力传感器(25)、回弹式LVDT水平位移传感器(28)和手持型振动测量仪，其中穿心式荷重传感器(7)设置在单头螺柱(9)与竖向压板(8)接触位置，用于测得竖向荷载通过，回弹式LVDT竖向位移传感器(21)设置在中空式液压千斤顶(5)中，自上而下分别穿过中空式液压千斤顶(5)、弹簧板(6)及穿心式荷重传感器(7)，位移传感器(21)的探头与竖向压头(8)垂直接触，端部通过安装架(22)固定在固定刚体框架(1)上，推拉力传感器(25)通过安装平台(26)固定在固定角架(4)上，并通过设置在推拉力传感器(25)上的测杆(27)与柔性剪切盒(12)底层叠环上的关节轴承(15)相连，用于测量土与结构接触面处应力；所述推拉力传感器(25)通过安装平台(26)固定在固定角架(4)上，并通过测杆(27)与柔性剪切盒(12)底层叠环上的关节轴承(15)相连，用于测量土与结构接触面处应力；所述回弹式LVDT水平位移传感器(28)通过万向磁性表座(29)固定在固定角架(4)上，回弹式LVDT水平位移传感器(28)的探头利用其伸缩功能始终保持与结构面板(16)侧面相垂直，用于测量结构面板(16)的真实水平位移，所述手持型振动测量仪分别设置在土体(10)、接触面或结构面板上，用于检测其位移、速度和加速度。

2.根据权利要求1所述的用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，其特征在于：所述竖向位移传感器(21)采用回弹式竖向位移传感器(21)，量程为±5mm，前端探头与竖向压头(8)接触，用于土体(10)竖向体变的观测；竖向荷重传感器(7)采用穿心式，量程为500kg，配合用于安放位移传感器(21)。