[发明专利]一种实现非一致地震激励的节段式模型试验箱

说明书

本发明公开了一种实现非一致地震激励的节段式模型试验箱，包括主动箱、随动箱、随动箱支承托架、上连接板、底板和柔性连接模块，具体为：底板通过螺栓固定在振动台面上，底板上设有T型槽来安装主动箱，随动箱放置于其下方的随动箱支承托架上；主动箱和随动箱之间用柔性连接模块相连，随动箱能实现三向六自由度转动；主动箱和随动箱间隔布置共同构成盛放土样的整体容器；主动箱和随动箱顶部安装上连接板，上连接板预留多组螺栓孔，适用于不同宽度的箱体固定；随动箱支承托架内部设置导向柱和重型弹簧，支承托架表面光滑，支承托架底部设置有万向球轮；柔性连接模块包括安装板和若干弹性模块单元。本发明能精准模拟连续的多点非一致地震激励特征。

技术领域

本发明属于隧道工程试验装置技术领域，尤其涉及一种实现非一致地震激励的节段式模型试验箱。

背景技术

我国的隧道工程建设在步入21世纪后迅猛发展，修建的隧道无论是在隧道规模上，还是穿越地质条件的复杂程度上都位居世界前沿。隧道工程已经成为了社会发展中必不可少的一部分，未来将会建设更多大直径，超长隧道。但我国处于环太平洋地震带与欧亚地震带之间，是全球地震活动烈度最强和地震灾害活动最频繁的国家之一。而对于长隧道结构，由于受到线路规划的限制，一般不可避免地要穿过高烈度区以及不良地质段。近年来，长隧道结构震害频发，1995年日本的阪神地震中有超过100座的隧道均呈现不同程度的损害，以及2008年我国的汶川大地震其中长隧道结构均遭受了不同程度的破坏。目前对地下结构抗震研究主要集中于一致地震动输入，而未考虑地震动的空间变化。然而，对于延伸数千米的长隧道结构，不同位置结构运动的幅值和相位会有显著变化。因此，长隧道抗震分析中必须考虑非一致地震动输入对结构动力响应的影响。然而，现目前非一致激励下长隧道抗震研究主要集中于理论分析和数值模拟，缺乏有效的试验或现场数据的验证。

发明内容

为利用节段式模型箱精准模拟连续的多点非一致地震激励特征，本发明提供一种实现非一致地震激励的节段式模型试验箱。

本发明的一种实现非一致地震激励的节段式模型试验箱，包括主动箱、随动箱、随动箱支承托架、上连接板、底板和柔性连接模块。具体为：

底板通过螺栓固定在振动台面上，底板上设有T型槽来安装主动箱，随动箱放置于其下方的随动箱支承托架上；主动箱和随动箱之间用柔性连接模块相连，随动箱能实现三向六自由度转动；主动箱和随动箱间隔布置共同构成盛放土样的整体容器；主动箱和随动箱顶部安装上连接板，上连接板预留多组螺栓孔，适用于不同宽度的箱体固定。

随动箱支承托架内部设置导向柱和重型弹簧，支承托架表面光滑，支承托架底部设置有万向球轮。

柔性连接模块包括安装板和若干弹性模块单元。

进一步的，底板采用分块式，通过连接振动台面上不同位置的螺栓孔实现箱体宽度的调节。

进一步的，还设有角连接件用于主动箱和随动箱箱壁直角处的连接。

进一步的，随动箱支承托架前后设置有挡板，限制随动箱水平前后运动。

本发明是有益技术效果为：

本发明利用分散振动台来近似模拟实际的多点非一致地震激励作用，由主动箱通过弹性模块带动随动箱一起振动，有效提高了试验精度和试验效果，减少了试验误差，确保了试验结果的准确性。此技术得到的现场数据可以与运用理论分析或数值分析研究非一致激励下长隧道的抗震研究得到的试验数据进行对比验证。

附图说明

图1为本发明模型试验箱整体示意图。

图2为本发明模型试验箱正视图。

图3为本发明模型试验箱侧视图。

图4为柔性连接模块。