[发明专利]一种动力特性可调的离心机振动台试验模型箱

说明书

本发明实施例公开了一种动力特性可调的离心机振动台试验模型箱，包括底板、外部刚性支架、内部叠合框架、滚轴带以及可调液压阻尼器，其中，底板上竖直方向上设置有多层上下叠放在一起的内部叠合框架，相邻两层内部叠合框架之间沿长度方向的两侧均设置有凹槽，凹槽中设置有滚轴带，通过滚轴带使相邻两层内部叠合框架沿长度方向自由运动，多层内部叠合框架沿长度方向的两端外侧分别设置有外部刚性支架，且外部刚性支架的下端设置在底板上，每层内部叠合框架沿宽度方向的端部均通过可调液压阻尼器与外部刚性支架连接。本发明具有可针对不同的试验土层情况设定与之相匹配的模型箱弹簧刚度、阻尼等参数，使其动力特性与试验土层相匹配。

技术领域

本发明实施例涉及箱体技术领域，具体涉及一种动力特性可调的离心机振动台试验模型箱。

背景技术

离心机振动台试验技术是国内外岩土工程界公认的最有效的岩土工程地震物理模拟试验技术之一。离心机振动台结合土工离心机设备与振动台，在土工离心机运转过程中能够对模型产生可控制的振动，进而模拟自然界中刚性岩石上的土层及构筑物的地震反应，开展岩土工程抗震减灾及地震易损度评价等离心振动复合环境下的试验研究。

离心机振动台试验模型箱为开展离心机振动台模型试验时用以盛放土层及构筑物模型、接受并传递激励振动的装置，是开展离心机振动台模型试验的关键装置之一。由于剪切波对土层及建筑物的破坏力较强，一般工程设计及相关物理模拟试验中均重点考虑剪切波。在实际地震中，土层在侧向是没有边界的，剪切波由刚性岩石传入上覆土层底部，进而沿土层内部由下向上竖向传播。

在离心机振动台模型试验中，模型箱底板与离心机振动台台面通过螺栓紧密连接，离心机振动台台面的水平振动可带动模型箱底板做相应振动，进而带动模型土层底部水平振动。而在剪切波自下向上竖向传播的过程中，不可避免地受到模型箱侧向边界的影响，如果模型箱与土层模型的动力特性不匹配，将导致试验结果失真。而土层的动力特性受土料种类、土层厚度、颗粒级配、密实程度、饱和程度等性质的影响，且与由地震引起的剪应变水平相关，其动力特性千差万别。动力特性固定的离心机振动台试验模型箱将难以适用于不同的土层情况，动力特性可调的模型箱是极为必要的。

目前，市场上存在一种导轨式层状模型箱，该种模型箱通常由底板、数层口字型框架、滚轴带、盖板、约束杆、吊耳等部件组成。底板上设有安装孔，通过螺栓可与离心机振动台台面紧密连接以接受激励波。叠合的数层口字型框架坐落于底板上，相邻两层长度方向之间设有凹槽，在凹槽内安装滚轴带以减小层间摩阻力，使模型箱可沿长度方向自由运动。盖板设有向外突出的屋檐式结构，其上设有长方孔。约束杆底端安装在底板上，顶端穿过盖板的长方孔，其上连接吊耳。在竖向杆外部套上滚轴，滚轴与模型箱外表面紧密贴合，以在不增加长度方向阻力的情况下约束其宽度方向的侧向运动。该种模型箱各部件刚度均不可调，模型箱的刚度、阻尼均为定值，自振频率等动力特性参数均是固定的。而土层的动力特性受土料种类、土层厚度、颗粒级配、密实程度、饱和程度等性质的影响，且与由地震引起的剪应变水平相关，其动力特性千差万别。因此，导轨式层状模型箱一般仅适用于特定的土层情况，而对其他的土层情况不适用。

另外，市场上还存在一种橡胶带式层状模型箱，该种模型箱通常由底板、数层口字型框架、橡胶带、盖板、约束杆、吊耳等部件组成。底板上设有安装孔，通过螺栓可与离心机振动台台面紧密连接以接受激励波。叠合的数层口字型框架坐落于底板上，相邻两层间镶嵌橡胶层，来控制其侧向刚度，使其自振频率接近土层的自振频率。该种模型箱各部件刚度均不可调，模型箱的刚度、阻尼均为定值，自振频率等动力特性参数均是固定的。而土层的动力特性受土料种类、土层厚度、颗粒级配、密实程度、饱和程度等性质的影响，且与由地震引起的剪应变水平相关，其动力特性千差万别。因此，导轨式层状模型箱一般仅适用于特定的土层情况，而对其他的土层情况不适用。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种动力特性可调的离心机振动台试验模型箱，以解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：