[发明专利]一种考虑土体应力的水平地震剪切波模拟装置及实验方法

摘要

本发明公开了一种考虑土体应力的水平地震剪切波模拟装置及实验方法，其中装置包括：基座系统、水平剪切模拟系统和竖向加载系统；所述水平剪切模拟系统放置于基座系统之上，并一起放置于竖向加载系统构成的回字形加载框内；所述水平剪切模拟系统包括若干相互牵引的U形剪切框，所述U形剪切框沿着剪切波的传递方向依次紧密排列，所述U形剪切框组合构成的空间内放置模型土体；所述竖向加载系统将竖向荷载均匀施加于所述模型土体；所述U形剪切框在水平剪切模拟系统产生的推力作用下沿水平方向做蛇形运动，模拟水平剪切波。本发明的装置和方法可用于模拟地震剪切波作用下土体及地下结构物破坏的模型实验研究。

主权项

一种考虑土体应力的水平地震剪切波模拟装置，其特征在于，包括基座系统、水平剪切模拟系统和竖向加载系统；所述水平剪切模拟系统放置于基座系统之上，并一起放置于竖向加载系统构成的回字形加载框内；所述基座系统包括底部滚珠组件、侧墙和锯齿状底座；所述水平剪切模拟系统包括U形剪切框、顶部带槽加载杆件和激发油缸，若干所述U形剪切框依次紧密排列，共同组合构成的空间内用于放置模型土体；所述竖向加载系统包括顶部工字反力梁、锚杆、底部工字反力梁、竖向油缸、顶部锯齿状加载板和顶部滚珠组件；所述激发油缸推动始端U形剪切框沿剪切波振动方向做水平往复运动，并通过销和槽之间的相互牵引带动相邻U形剪切框，引起U形剪切框在水平方向做蛇形运动，模拟水平剪切波；所述U形剪切框下方设置有底部带槽杆，所述底部滚珠组件位于所述底部带槽杆和锯齿状底座之间；所述顶部带槽加载杆件可拆装地放置于U形剪切框上方；所述侧墙沿剪切波传递方向固定于锯齿状底座两侧；所述顶部工字反力梁、竖向油缸、顶部锯齿状加载板、顶部滚珠组件和顶部带槽加载杆件由上至下依次架设；所述顶部工字反力梁与所述竖向油缸连接用于固定竖向油缸并提供竖向反力；所述顶部工字反力梁与底部工字反力梁通过锚杆相连，构成回字型加载框；所述顶部锯齿状加载板与所述竖向油缸连接用于承载竖向油缸集中作用力；所述顶部滚珠组件位于顶部带槽加载杆件和顶部锯齿状加载板之间；所述底部工字反力梁设置于所述基座系统下方用于承受基座系统传递下来的竖向荷载。