[发明专利]模拟复杂振动环境下高密集区地面长期沉降模型试验装置

权利要求书

1.一种模拟复杂振动环境下高密集区地面长期沉降模型试验装置，其特征在于：包括模型箱、地层系统、隧道系统、高铁路基系统、激振系统、传感系统、地面密集建筑群、高速旋转系统、溶洞系统；

地层系统布设在模型箱的内部；溶洞系统和隧道系统布设在地层系统内部；高铁路基系统和地面密集建筑群布设在地层系统上方；高速旋转系统布设在模型箱的下方，用以使模型箱内的若干土层高速旋转产生离心力，使土体产生沉降运动；激振系统布设在隧道系统和高铁路基系统中，用以模拟地铁、高铁的运营振动荷载；传感系统布设在地层系统、隧道系统和高铁路基系统中；

地层系统包括：第一土层(201)、第二土层(202)；第一土层(201)是软土层，第二土层(202)是岩石层，第一土层(201)位于模型箱内部上方，第二土层(202)位于模型箱内部下方；

隧道系统包括：第一隧道(301)、第二隧道(302)；第一隧道(301)、第二隧道(302)都采用混凝土浇筑而成，第一隧道(301)、第二隧道(302)并排横向布设在第一土层(201)和第二土层(202)交界处；

高铁路基系统包括：第一高铁路基(401)、第二高铁路基(402)；第一高铁路基(401)、第二高铁路基(402)采用预应力钢绞线钢板；第一高铁路基(401)、第二高铁路基(402)均布设在第一土层(201)上；

激振系统包括：第一低频激振器(501)、第二低频激振器(502)、第三低频激振器(503)、第四低频激振器(504)、第一高频激振器(505)、第二高频激振器(506)、第三高频激振器(507)、第四高频激振器(508)、激振控制器(509)、一号激振导线(510)、二号激振导线(511)、第一平衡板(512)、第二平衡板(513)、第三平衡板(514)、第四平衡板(515)；第一低频激振器(501)、第二低频激振器(502)等间距地布设在第一隧道(301)内部；第三低频激振器(503)、第四低频激振器(504)等间距地布设在第二隧道(302)的内部；第一高频激振器(505)、第三高频激振器(507)等间距地布设在第一高铁路基(401)的上方；第二高频激振器(506)、第四高频激振器(508)等间距地布设在第二高铁路基(402)的上方；其中，通过一号激振导线(510)将第一低频激振器(501)、第二低频激振器(502)、第三低频激振器(503)、第四低频激振器(504)依次连接到激振控制器(509)，通过二号激振导线(511)将第一高频激振器(505)、第三高频激振器(507)、第二高频激振器(506)、第四高频激振器(508)依次连接到激振控制器(509)；在第一高铁路基(401)上等间距布设第一平衡板(512)、第三平衡板(514)，在第二高铁路基(402)上等间距布设第二平衡板(513)、第四平衡板(515)；第一平衡板(512)、第二平衡板(513)、第三平衡板(514)、第四平衡板(515)分别用来承受第一高频激振器(505)、第二高频激振器(506)、第三高频激振器(507)、第四高频激振器(508)所产生的振动荷载；

传感系统包括：第一传感器(601)、第二传感器(602)、第三传感器(603)、第四传感器(604)、第五传感传器(605)、第六传感器(606)、第七传感器(607)、第八传感器(608)、第九传感器(609)、第十传感器(610)、第十一传感器(611)、第十二传感器(612)、传感控制器(613)、一号传感导线(614)、二号传感导线(615)、三号传感导线(616)、四号传感导线(617)；第一传感器(601)、第二传感器(602)、第三传感器(603)等间距地布设在两条隧道中间的正下方；第四传感器(604)、第五传感传器(605)、第六传感器(606)等间距地布设在两条隧道中间的正上方；第七传感器(607)、第八传感器(608)、第九传感器(609)等间距地布设在地面密集建筑群(7)的正下方；第十传感器(610)、第十一传感器(611)、第十二传感器(612)等间距地布设在第一土层(201)的左上方；第一传感器(601)、第二传感器(602)、第三传感器(603)依次通过一号传感导线(614)与传感控制器(613)连接；第四传感器(604)、第五传感传器(605)、第六传感器(606)依次通过二号传感导线(615)与传感控制器(613)连接；第七传感器(607)、第八传感器(608)、第九传感器(609)依次通过三号传感导线(616)与传感控制器(613)连接；第十传感器(610)、第十一传感器(611)、第十二传感器(612)依次通过四号传感导线(617)与传感控制器(613)连接；

地面密集建筑群包括：一号建筑(701)、二号建筑(702)、三号建筑(703)、四号建筑(704)、五号建筑(705)、六号建筑(706)、七号建筑(707)、八号建筑(708)、高架桥(709)、第一桥墩(710)、第二桥墩(711)、第三桥墩(712)、第四桥墩(713)、第五桥墩(714)、道路(715)、河流(716)；地面密集建筑群(7)中的一号建筑(701)、二号建筑(702)、三号建筑(703)、四号建筑(704)布设在模型箱的上表面的右上角；五号建筑(705)、六号建筑(706)、七号建筑(707)、八号建筑(708)布设在模型箱的上表面的右下角；第一桥墩(710)、第二桥墩(711)、第三桥墩(712)、第四桥墩(713)、第五桥墩(714)依次横向布设在模型箱的上表面中央；道路(715)、河流(716)纵向布设在模型箱(1)的上表面；高架桥(709)镶嵌在第一桥墩(710)、第二桥墩(711)、第三桥墩(712)、第四桥墩(713)、第五桥墩(714)之上；一号建筑(701)、二号建筑(702)、三号建筑(703)、四号建筑(704)、五号建筑(705)、六号建筑(706)、七号建筑(707)、八号建筑(708)、第一桥墩(710)、第二桥墩(711)、第三桥墩(712)、第四桥墩(713)、第五桥墩(714)、高架桥(709)都由混凝土浇筑而成；

高速旋转系统包括：托盘(801)、电磁发动器(802)、脚座(803)、电动控制器(804)、一号输电导线(805)、二号输电导线(806)、承压高速转盘(807)；电磁发动器(802)固定在脚座(803)上并与承压高速转盘(807)镶嵌连接，托盘(801)固定在承压高速转盘(807)的上面，电动控制器(804)通过一号输电导线(805)向电磁发动器(802)输送电能，通过一号输电导线(805)、二号输电导线(806)与电磁发动器(802)、电动控制器(804)相连接形成闭合回路使高速旋转系统(8)工作，从而实现通过电动控制器(804)控制电磁发动器(802)带动承压高速转盘(807)和托盘(801)的高速旋转，使模型箱内的若干土层高速旋转产生离心力，使土体产生沉降运动；

溶洞系统包括：第一溶洞(901)、第二溶洞(902)、砂浆(903)、第一注浆管(904)、第二注浆管(905)、第三注浆管(906)、第四注浆管(907)；溶洞系统中第一注浆管(904)、第三注浆管(906)分别布设在第一隧道(301)的上方和下方，通过第一注浆管(904)、第三注浆管(906)向第一溶洞(901)内浇筑砂浆(903)；第二注浆管(905)、第四注浆管(907)分别布设在第二隧道(302)的上方和下方，通过第二注浆管(905)、第四注浆管(907)向第二溶洞(902)内浇筑砂浆(903)。