[实用新型]一种模拟地震下逆断层地表破裂变形的试验装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟地震下逆断层地表破裂变形的试验装置，包括：土体箱、型钢框架、限制装置和作动器；土体箱固定在型钢框架上，土体箱的底板分为活动钢板和固定钢板两部分；活动钢板的四周均是活动的。作动器顶部接触活动钢板下表面的中间部分；活动钢板在作动器的推动下起到承接土体及推动土体的作用。活动钢板两侧分别设置一个限制装置，限制装置用于约束活动钢板被作动器升顶时，以一定角度和轨迹抬升，以此模拟地震中逆断层上盘土体的抬升。本实用新型优点在于：误差在可控范围以内。试验现象明显，可操作可重复强，实验结果与以往研究及经验实际相符，可对强震破裂区的建筑物避让及抗断裂设计施工提供依据，减少人员伤亡和财产损失。

技术领域

本实用新型涉及地震模拟试验技术领域，特别涉及一种模拟地震下逆断层地表破裂变形的试验装置。

背景技术

强震地表破裂效应是在地震断层错动作用下破裂带传播至地表，并对地表及附近建筑结构物造成破坏甚至倒塌的现象。断层错动会引起上覆土层发生变形，土层的变形势必会对建在其上的建(构)筑物的地基基础的稳定性造成威胁，建筑物对此需进行避让或抗断裂设计。因此，进行断层错动引起上覆土层破裂发展和断层附近建筑物基础破坏机理的研究就有重要工程实际价值和科学意义。其中模型试验是一种重要的研究手段。

目前，常见的模拟断层错动的试验装置主要是以小型伺服电机为加载装置，存在各自的技术缺陷：(1)模拟箱体底部的加载装置负荷功率较小，无法较好的完成大尺寸、大规模的断层试验；(2)很难在技术上实现模型箱体在加载过程中平衡、均匀的错动，这样就会造成试验结果精度较低；(3)较多的试验模拟箱体均为小尺寸，无法较好地再现断层错动下上覆土体真实的破裂情况。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的缺陷，提供了一种模拟地震下逆断层地表破裂变形的试验装置，解决了现有技术中存在的缺陷。

为了实现以上实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种模拟地震下逆断层地表破裂变形的试验装置，包括：反力地板、土体箱、型钢框架、限制装置和作动器；

土体箱为矩形体容器，用于装土；土体箱固定在型钢框架上，型钢框架底部固定在反力地板之上；

土体箱的底板分为活动钢板和固定钢板两部分；活动钢板的四周均是活动的，且和四周紧邻侧间隙用帆布软连接，避免加载过程中土的掉落。

作动器设置在型钢框架内，土体箱下，作动器底部固定在反力地板上，顶部接触活动钢板下表面的中间部分；活动钢板在作动器的推动下起到承接土体及推动土体的作用。

活动钢板两侧分别设置一个限制装置，限制装置用于约束活动钢板被作动器升顶时，以一定角度和轨迹抬升，以此模拟地震中逆断层上盘土体的抬升。

进一步地，限制装置由角度调整装置和导向装置组成，角度调整装置焊接固定在型钢框架上，位置位于活动钢板两侧下方，导向装置与角度调整装置通过两个螺栓连接。

角度调整装置为厚30mm的正方形钢板，角度调整装置的两个对角分别设有一组螺孔，通过不同的两点螺孔确定一条直线的原理进行角度控制。

所述导向装置由一块形状为中空矩形体的钢筒和可在钢筒中滑动的钢材质的滑块组成。钢筒侧面设有两个螺孔，以两个螺栓插销固定连接在角度调整装置的螺孔上，滑块的上端与活动钢板下表面铰接固定，钢筒用于使滑块形成向上的轨迹，约束了活动钢板的抬升角度和轨迹。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

可活动钢板能够在导向装置的约束下同步水平以一定角度上升，误差在可控范围以内。试验现象明显，可操作可重复强，实验结果与以往研究及经验实际相符。利用本装置进行大量工况的试验及数据分析，可对逆断层附近土体变形尤其是建筑物的破坏现象及机理有一定深入的研究，可对强震破裂区的建筑物避让及抗断裂设计施工提供依据，减少人员伤亡和财产损失。