[实用新型]适用于软弱砂土液化分析的微型机械振动台试验装置

说明书

本实用新型公开了适用于软弱砂土液化分析的微型机械振动台试验装置，解决了现有技术存在试验成本高，砂土液化致使基础结构失稳破坏无法快速直观获得的问题，具有节省试验研究成本，扩展软弱砂土液化分析的技术手段；其方案如下：适用于软弱砂土液化分析的微型机械振动台试验装置，包括控制器，控制器与动力系统连接，动力系统与用于设置试样的振动台连接，控制器与输入部件连接，通过输入部件控制动力系统的频率，由控制器计算振动台的推力。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程机械领域，特别是涉及适用于软弱砂土液化分析的微型机械振动台试验装置。

背景技术

砂土液化是指饱水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象，由于孔隙水压力上升，有效应力减小所导致的砂土从固态到液态的变化现象。其机制是饱和的疏松粉、细砂土体在振动作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受从砂土骨架转向水，由于粉和细砂土的渗透力不良，孔隙水压力会急剧增大，当孔隙水压力大到总应力值时，有效应力就降到0，颗粒悬浮在水中，砂土体即发生液化。一方面，砂土液化是岩土工程的重要研究课题，由动荷载引起的砂土液化造成地基失效、地面喷砂冒水、建筑物破坏等现象，对国民经济造成了巨大损失，使人民生命财产受到严重威胁。例如，喷沙冒水使地下砂层中的孔隙水及砂颗粒被搬到地表，从而使地基失效，同时地下土层中固态与液态物质缺失，导致不同程度的沉陷；使地面建筑物倾斜、开裂、倾倒、下沉，道路的路基滑移，路面纵裂；在海洋工程中，则表现为海洋基础结构长期受到波浪等水平荷载循环作用，导致海床地层液化失稳，造成海洋基础结构破坏，严重危害海洋开采平台的安全生成等。另一方面，振动台试验可以很好地研究岩土材料和结构物的地震反应和破坏机理，在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁工程等方面都发挥了重要的作用，模拟震动试验是目前研究砂土液化的重要手段之一。然而，振动台购置费用较高，对于开展砂土液化基本特征和破坏原理研究具有局限性。为此，需要对一种适用于软弱砂土液化分析的小型振动台试验装置进行研究设计。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了适用于软弱砂土液化分析的微型机械振动台试验装置，实现对砂土液化基本特征的研究，达到了节省试验研究成本、快速直观揭示海洋波浪等水平荷载作用下海床砂土液化规律的目标。

适用于软弱砂土液化分析的微型机械振动台试验装置的具体方案如下：

适用于软弱砂土液化分析的微型机械振动台试验装置，包括控制器，控制器与动力系统连接，动力系统与用于设置试样的振动台连接，控制器与输入部件连接，通过输入部件控制动力系统的频率，由控制器计算振动台的推力，从而获知试样发生液化与推力大小的关系。

上述的试验装置，振动台带动岩土材料或结构试样进行振动，带动试样发生液化，多次试验，可以得出试样液化情况与振动台推力大小的关系，控制器带显示器，从而通过显示器显示推力和动力系统频率的大小，结构设置简单，可以揭示海洋波浪等水平荷载作用下海床砂土液化规律与基础结构失稳状态。

进一步地，为了实现振动台带动试样在水平方向的往复运动，通过往复运动产生振动，与实际海洋波浪在海床作用相符，所述动力系统通过传动机构与所述的振动台连接。

进一步地，所述振动台产生的振幅方向为水平方向。

进一步地，所述振动台包括间隔设定距离设置的主动辊和从动辊，主动辊与动力系统连接，主动辊和从动辊之间设置传送带，所述的试样设于传送带表面。

进一步地，所述振动台通过机架支撑，振动台的主动辊和从动辊通过机架支撑，且振动台上表面安装用于限制试样的固定件，固定件呈中空框形，用于从周侧限定试样。

进一步地，所述传送机构为皮带传送机构或者链条链轮传送机构，所述动力系统为电机，电机带动皮带传送机构运转，输入部件为电机的功率调速器，该调速器与控制器连接，从而带动振动台的主动辊运转，皮带传送机构中皮带一侧与固定于主动辊的皮带轮连接。