[发明专利]一种可测端力、阻尼的振动剪切箱

说明书

本发明公开了一种可测端力、阻尼的振动剪切箱，包括内侧剪切箱和外侧钢板箱，内侧剪切箱位于外侧钢板箱内，内侧剪切箱的两侧外壁与外侧钢板箱之间均匀配设有若干检测装置。解决了现有技术中存在的试验过程中剪切箱侧板产生的端力以及阻尼无法测量的问题。

技术领域

本发明属于岩土工程测试设备技术领域，涉及一种可测端力、阻尼的振动剪切箱。

背景技术

振动台试验是指通过向振动台台面输入各种地震波，激励起台上结构物的反应，完整再现地震发生过程的室内试验，目前其已成为地下结构抗震研究领域最重要、最热门的手段。而试验模型箱的设计是成功开展土-地下结构动力相互作用振动台试验研究的前提，设计性能优良、具有良好的边界模拟效果的模型箱能够实现箱体内模型地基的地震变形模式与天然地层的变形形式相接近，从而使试验结果具有较高的可靠性。

目前，振动台试验中主要采用的模型土箱的形式有:刚性箱、圆形或矩形悬挂式柔性箱、矩形剪切箱。刚性箱主要是用钢板或侧向辅以角钢作加强支撑的木板作为外围，内衬橡胶垫、聚苯乙烯泡沫等材料制作而成的箱体。箱体侧壁的刚度对模型地基地震响应影响很大:侧壁刚度过大时，易产生显著的边界效应；刚度过小时，激振过程中模型地基又易在侧壁处产生弯曲变形，早期的振动台试验盛土装置中，主要采用刚性模型土箱。悬挂式柔性箱是基于悬挂隔振和滚珠隔振的理论制作的，该模型箱可实现多向地震动的输入，但这类土箱往往柔度过大，刚度很难按要求控制，箱体内模型地基很容易产生弯曲变形，与实际土层发生的剪切变形不相吻合。

发明内容

本发明的目的是提供一种可测端力、阻尼的振动剪切箱，解决了现有技术中存在的试验过程中剪切箱侧板产生的端力以及阻尼无法测量的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种可测端力、阻尼的振动剪切箱，包括内侧剪切箱和外侧钢板箱，内侧剪切箱位于外侧钢板箱内，内侧剪切箱的两侧外壁与外侧钢板箱之间均匀配设有若干检测装置。

本发明的特点还在于：

检测装置包括可调节弹簧和阻尼器，可调节弹簧的一端固接外侧钢板箱的内壁，可调节弹簧的另一端固接内侧剪切箱的外侧壁，阻尼器的一端固接外侧钢板箱的内壁，阻尼器的另一端固接内侧剪切箱的外侧壁，可调节弹簧的一端与外侧钢板箱的内壁、阻尼器的一端与外侧钢板箱的内壁之间均设置有传感器。

内侧剪切箱由若干层矩形层状箱组成，相邻两层箱体相对的底面均开有滑槽，滑槽内放置有滚珠，每层箱体的的两侧外壁与外侧钢板箱之间均匀配设有若干检测装置。

每层箱体的的两侧外壁与外侧钢板箱之间均配设有两个检测装置。

内侧剪切箱由10层矩形层状箱组成。

相邻两层箱体之间沿与振动方向平行的两侧布置5颗滚珠，相邻两层箱体之间沿与振动方向正交的两侧可布置2颗滚珠。

本发明的有益效果是：本发明一种可测端力、阻尼的振动剪切箱，有效地缓解了现有振动台试验中存在的模型箱“边界效应”，同时解决了现有技术中存在的在试验过程中剪切箱侧板产生的端力以及阻尼无法测量的问题。通过阻尼器可以更大程度上的吸收地震波传至模型箱箱壁时所产生的反射波，通过弹簧则可以吸收内侧模型箱钢板对于土的反作用力，通过传感器可以测量出端力以及阻尼的数据，同时也可以更有效的模拟处于不同高度的土体在振动作用下的情形。

附图说明

图1是本发明一种可测端力、阻尼的振动剪切箱的结构示意图；

图2是本发明一种可测端力、阻尼的振动剪切箱内侧剪切箱的结构示意图；

图3是本发明一种可测端力、阻尼的振动剪切箱的正面剖视图；

图4是本发明一种可测端力、阻尼的振动剪切箱中弹簧、阻尼器与传感器布置示意图；

图5是本发明一种可测端力、阻尼的振动剪切箱中滚珠的前视示意图。