[发明专利]一种地震作用下处置场场地稳定性模拟装置及方法

权利要求书

1.一种地震作用下处置场场地稳定性模拟装置，其特征在于，包括基板(3)，所述基板(3)上设置模型箱(1)，所述模型箱(1)的上端开口，所述模型箱(1)通过若干型钢(5)焊接构成，所述模型箱(1)内设置有模拟土层，所述模拟土层从上到下依次填充有粉质黏土夹碎石层(14)、中间强风化带层(12)和中风化粉砂质岩层(18)；所述粉质黏土夹碎石层(14)、中间强风化带层(12)和中风化粉砂质岩层(18)的一侧形成坡道，所述模拟土层内埋设有若干加速度传感器(15)，所述坡道表面设置有若干激光位移传感器(16)，所述模型箱(1)的上方设置有处置单元(13)，所述处置单元(13)的下方设置有延长杆(17)，所述延长杆(17)上设置有软质PVC玻璃材质的应变带(10)，所述应变带(10)的上粘接有若干应变片(11)。

2.根据权利要求1所述的地震作用下处置场场地稳定性模拟装置，其特征在于，所述模型箱(1)通过若干十字交叉的型钢(5)焊接构成。

3.根据权利要求2所述的地震作用下处置场场地稳定性模拟装置，其特征在于，所述模型箱(1)内一个侧面上设置有有机玻璃材质的挡板(6)，其余三个侧面上设置有钢板(7)。

4.根据权利要求3所述的地震作用下处置场场地稳定性模拟装置，其特征在于，所述挡板(6)和钢板(7)上均设置有若干层泡沫板(4)，所述层泡沫板(4)上设置有海绵层(8)。

5.根据权利要求1所述的地震作用下处置场场地稳定性模拟装置，其特征在于，所述模型箱(1)的四周设置有若干加强筋(2)，所述加强筋(2)固定在基板(3)上。

6.一种采用权利要求1-5任一项所述的地震作用下处置场场地稳定性模拟装置的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将模型箱(1)放置在地震发生装置上，在模型箱(1)的上方架设处置单元(13)；

S2：向箱体内依次填充粉质黏土夹碎石层(14)、中间强风化带层(12)和中风化粉砂质岩层(18)：

S3：选取模拟土层内三个竖向的截面作为研究截面(9)，并在三个研究截面(9)上埋设若干加速度传感器(15)；

S3：建立加速度放大系数K_i，K_i＝max[Y_i(t)]/max[X(t)]，其中，max[Y_i(t)]为加速度传感器(15)所在测点i的加速度峰值，max[X(t)]为地震发生装置产生的加速度峰值，Y_i(t)为测点i的加速度时程，X(t)为地震发生装置产生的加速度时程；

S4：地震发生装置驱动施加地震波；

S5：分别采集三个研究截面(9)上加速度传感器(15)的检测值；

S6：计算每个测点i处的加速度放大系数；

S7：绘制三个研究截面(9)上每个测点i对应的加速度放大系数与研究截面(9)高度对应的关系图；

S8：对比放大系数在各个研究截面(9)的分布，得到地震波对模拟土层的稳定性影响；

S9：将模拟土层划分成若干个潜在滑移区，采集每个滑移区内应变片(11)检测的应力值F_i；

S10：计算每个滑移区的稳定系数K；

S11：将稳定系数K与规定的稳定系数范围进行比较，若稳定系数K落在稳定系数范围内，则该潜在滑移区稳定性良好，否则该潜在滑移区稳定性差。

7.根据权利要求6所述的地震作用下处置场场地稳定性模拟装置的模拟方法，其特征在于，所述稳定系数其中抗滑力G_i为区块重力，θ_i为滑移区上滑移面与水平方向的夹角，为滑移面的摩擦角，c为滑移面的粘聚力，l_i为滑移面的长度。