装配叠合式综合管廊振动台试验装置及其制作方法制造方法及图纸

装配叠合式综合管廊振动台试验装置及其制作方法，属于城市地下空间工程技术领域，试验装置包括振动台、模型箱、装配叠合式综合管廊模型、模型土、加速度传感器及位移传感器，模型箱固定在振动台上，沿模型箱的短边方向在其内侧壁上设置聚苯乙烯泡沫塑料板，模型土填装在模型箱内，装配叠合式综合管廊模型埋设在模型土内部，加速度传感器用于反应整个装置的加速度变化；位移传感器安装在装配叠合式综合管廊模型内壁顶端，用于采集管廊顶板与底板的层间位移，同时位移传感器的拉线与装配叠合式综合管廊左墙板通过预埋件连接。本发明专利技术能够分析单向水平地震作用下的体系动力反应规律，并能研究结构加速度反应、位移反应以及应变反应。

【技术实现步骤摘要】
装配叠合式综合管廊振动台试验装置及其制作方法
本专利技术属于城市地下空间工程
，特别是涉及一种装配叠合式综合管廊振动台试验装置及其制作方法。
技术介绍
地下综合管廊受到地震作用时，结构的安全性能和承载力将会显著降低，结构的整体性将会发生不同程度的破坏，对城市的生命线带来严重影响。目前的振动台试验，大部分是针对地面结构，关于地下综合管廊振动台实验研究文献较少。因此，亟需设计及制作一个能准确反应地下综合管廊在地震破坏时的受力特性和破坏形态的实验装置，使其能较好的解决相似比、边界效应、数据采集等方面的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对目前地下综合管廊振动台试验装置缺乏的现象，并能更好的解决边界效应，数据采集等问题，通过测试不同腋角高度、配筋率、场地条件对管廊结构加速度、层间位移、应变反应的影响，研究地震作用下装配式管廊模型动力特性与动力响应规律，提供一种装配叠合式综合管廊振动台试验装置及其制作方法。具体本专利技术采用如下的技术方案：装配叠合式综合管廊振动台试验装置，其特征在于，包括振动台、模型箱、装配叠合式综合管廊模型、模型土、加速度传感器及位移传感器，所述模型箱通过螺栓固定在振动台上，模型箱是由底板和侧板围成并通过骨架焊接而成的顶部敞口的长方体结构，沿模型箱的短边方向在其内侧壁上设置聚苯乙烯泡沫塑料板，模型箱的内底部通过环氧树脂黏贴有碎石；所述模型土填装在模型箱内；所述装配叠合式综合管廊模型埋设在模型土内部，装配叠合式综合管廊模型是由装配叠合式综合管廊顶板、装配叠合式综合管廊左墙板、装配叠合式综合管廊底板及装配叠合式综合管廊右墙板围成两端敞口的立方体结构；加速度传感器布置于装配叠合式综合管廊模型内顶部、右侧内壁及内底部的中心位置、装配叠合式综合管廊模型正上方及正下方的模型土中、装配叠合式综合管廊模型右侧的模型土中及振动台的台面左侧边缘处，且加速度传感器固定在封闭有机玻璃容器中；所述位移传感器通过位移传感器支架安装在装配叠合式综合管廊模型内壁顶端，同时位移传感器的拉线与装配叠合式综合管廊左墙板通过预埋件连接。进一步，所述振动台为英国SERVOTEST公司生产的三向六自由度的地震模拟振动台。进一步，所述模型箱的平面尺寸是装配叠合式综合管廊模型的平面尺寸五倍以上。进一步，所述模型箱的底板为14mm厚的钢板，侧板为20mm厚的钢板，骨架为50cm×50cm×5cm的等边角钢。更进一步，所述聚苯乙烯泡沫塑料板的厚度为100mm。其中，所述位移传感器支架包括支座、底座钢板及支杆钢筋，支座和底座钢板呈正对平行布置，支杆钢筋两端分别与支座、底座钢板焊接在一起。用于制作所述的装配叠合式综合管廊振动台试验装置的方法，其特征在于，具体包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：步骤一、制作模型箱：预先加工围成模型箱所需的底板和侧板，并将加工完成后的底板和侧板通过骨架焊接成顶部敞口的长方体结构，沿模型箱的短边方向在其内侧壁上放置聚苯乙烯泡沫塑料板，并在模型箱的底部用环氧树脂黏贴碎石；步骤二、将步骤一中的模型箱通过螺栓固定在振动台上，并在振动台的台面左侧边缘处安装加速度传感器；步骤三、制作装配叠合式综合管廊模型：a、依据装配叠合式综合管廊模型施工图加工钢筋，绑扎钢筋，并在装配叠合式综合管廊模型的墙板、顶板、底板以及腋角处钢筋上粘贴应变片；b、制作装配叠合式综合管廊顶板预制板、装配叠合式综合管廊左墙板预制板、装配叠合式综合管廊底板预制板及装配叠合式综合管廊右墙板预制板；c、将步骤b制作完成的预制板组装在一起后进行混凝土浇筑，得到装配叠合式综合管廊模型，并在装配叠合式综合管廊右墙板上粘贴若干应变片；步骤四、制作模型土：对预先采集的黏土进行筛分，保证黏土土体大小一致、含水率13％～16％、密度控制在1.9g/cm3～2.0g/cm3范围内；步骤五、安装加速度传感器及位移传感器：a、将预先加工好的有机玻璃片粘贴在一起制成顶部敞口的有机玻璃容器，将加速度传感器固定在有机玻璃容器内部，封盖，并将加速度传感器随封闭有机玻璃容器一并安装在装配叠合式综合管廊模型内顶部、右侧内壁及内底部的中心位置；b、将制作完成的位移传感器支架固定在装配叠合式综合管廊底板处，位移传感器固定在位移传感器支架上，且位移传感器的拉线通过预埋件固定在装配叠合式综合管廊左墙板的顶端位置；步骤六、将模型土分层装入模型箱内并夯实，每层模型土夯实后高度控制在0.2m，填土高度达到0.3m时放入预先安装有加速度传感器及位移传感器的装配叠合式综合管廊模型，然后继续填装至高度达到1m；每层模型土土体入箱时将加速度传感器随封闭有机玻璃容器一并布置在装配叠合式综合管廊模型正上方及正下方的模型土中及装配叠合式综合管廊模型右侧的模型土中。其中，所述模型土为全黏土时，全黏土的装土方式为：将全黏土分层装入模型箱内并夯实，每层全黏土土体夯实后高度控制在0.2m，填土高度达到0.3m时放入预先安装有加速度传感器及位移传感器的装配叠合式综合管廊模型，然后继续分层填装至高度达到1m。其中，所述模型土为含有可液化砂土夹层的黏土时，含有可液化砂土夹层的黏土的装土方式为：将黏土分层装入模型箱内并夯实，每层黏土土体夯实后高度控制在0.2m，填土高度达到0.3m时放入预先安装有加速度传感器及位移传感器的装配叠合式综合管廊模型，继续装填黏土至0.45m，然后在其上面铺设一层0.35m厚砂土，浇水直至超出砂土表面0.1m，静止2小时，在砂土层上再装填一层0.1m厚的黏土，至模型土装填高度达到1m。通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：本专利技术提出的装配叠合式综合管廊振动台试验装置及其制作方法，可以更加方便的进行综合管廊地震模拟实验，能够分析单向水平地震作用下的体系动力反应规律，并能研究结构加速度反应、位移反应以及应变反应，场地条件和配筋率对综合管廊抗震性能的影响，其制作工艺简单，可以更加近似模拟综合管廊在地震作用下的受力状态，实验可控性高，更加真实的反应管廊模型的变形规律。本专利技术的进一步有益效果在于：(1)由于本专利技术模型箱的平面尺寸是装配叠合式综合管廊模型的平面尺寸五倍以上，可以忽略侧向边界对结构动力反应的影响，使制作更加简单。(2)模型箱在垂直于震动方向上布置的柔性垫层为聚苯乙烯泡沫塑料板，聚苯乙烯泡沫塑料板的弹性模量对模型土土体来说大小适中，可以使模型土土体与模型箱箱体边界的接触条件更接近于真实地震响应下的剪切变形，有效地减轻边界效应的影响。(3)由于在模型土土体同一水平位置等距布置有三个加速度传感器，可以验证此设备消除边界效应的能力，使实验结果更加准确。(4)本专利技术的加速度传感器放置在封闭的有机玻璃容器内，避免加速度传感器与模型土产生动力耦合作用，另外采用有机玻璃制作防止加速度传感器与模型土土体产生耦合作用的容器，易于加工并且在使用过程中不易变形，还能有效防止耦合作用的发生。(5)在综合管廊内壁顶端设置有位移传感器，能够采集管廊顶板与底板的层间位移。(6)本装置自制简易支架，方便位移传感器放置于较小的管廊模型内，为位移传感器的布置提供技术支持。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步详细的说明。图1是本专利技术实施例中装配叠合式综合管廊振动台试验装置的立体示意图；图2是本专利技术实施例中装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.装配叠合式综合管廊振动台试验装置，其特征在于，包括振动台(1)、模型箱(2)、装配叠合式综合管廊模型(3)、模型土(5)、加速度传感器(11)及位移传感器(12)，所述模型箱(2)通过螺栓(6)固定在振动台(1)上，模型箱(2)是由底板和侧板围成并通过骨架焊接而成的顶部敞口的长方体结构，沿模型箱(2)的短边方向在其内侧壁上设置聚苯乙烯泡沫塑料板(4)，模型箱(2)的内底部通过环氧树脂黏贴有碎石；所述模型土(5)填装在模型箱(2)内；所述装配叠合式综合管廊模型(3)埋设在模型土(5)内部，装配叠合式综合管廊模型(3)是由装配叠合式综合管廊顶板、装配叠合式综合管廊左墙板、装配叠合式综合管廊底板及装配叠合式综合管廊右墙板围成两端敞口的立方体结构；加速度传感器(11)布置于装配叠合式综合管廊模型(3)内顶部、右侧内壁及内底部的中心位置、装配叠合式综合管廊模型(3)正上方及正下方的模型土(5)中、装配叠合式综合管廊模型(3)右侧的模型土(5)中及振动台(1)的台面左侧边缘处，且加速度传感器(11)固定在封闭有机玻璃容器中；所述位移传感器(12)通过位移传感器支架(13)安装在装配叠合式综合管廊模型(3)内壁顶端，同时位移传感器(12)的拉线与装配叠合式综合管廊左墙板通过预埋件(14)连接。...

【技术特征摘要】
1.装配叠合式综合管廊振动台试验装置，其特征在于，包括振动台(1)、模型箱(2)、装配叠合式综合管廊模型(3)、模型土(5)、加速度传感器(11)及位移传感器(12)，所述模型箱(2)通过螺栓(6)固定在振动台(1)上，模型箱(2)是由底板和侧板围成并通过骨架焊接而成的顶部敞口的长方体结构，沿模型箱(2)的短边方向在其内侧壁上设置聚苯乙烯泡沫塑料板(4)，模型箱(2)的内底部通过环氧树脂黏贴有碎石；所述模型土(5)填装在模型箱(2)内；所述装配叠合式综合管廊模型(3)埋设在模型土(5)内部，装配叠合式综合管廊模型(3)是由装配叠合式综合管廊顶板、装配叠合式综合管廊左墙板、装配叠合式综合管廊底板及装配叠合式综合管廊右墙板围成两端敞口的立方体结构；加速度传感器(11)布置于装配叠合式综合管廊模型(3)内顶部、右侧内壁及内底部的中心位置、装配叠合式综合管廊模型(3)正上方及正下方的模型土(5)中、装配叠合式综合管廊模型(3)右侧的模型土(5)中及振动台(1)的台面左侧边缘处，且加速度传感器(11)固定在封闭有机玻璃容器中；所述位移传感器(12)通过位移传感器支架(13)安装在装配叠合式综合管廊模型(3)内壁顶端，同时位移传感器(12)的拉线与装配叠合式综合管廊左墙板通过预埋件(14)连接。2.根据权利要求1所述的装配叠合式综合管廊振动台试验装置，其特征在于，所述振动台(1)为英国SERVOTEST公司生产的三向六自由度的地震模拟振动台。3.根据权利要求1所述的装配叠合式综合管廊振动台试验装置，其特征在于，所述模型箱(2)的平面尺寸是装配叠合式综合管廊模型(3)的平面尺寸五倍以上。4.根据权利要求1或3所述的装配叠合式综合管廊振动台试验装置，其特征在于，所述模型箱(2)的底板为14mm厚的钢板，侧板为20mm厚的钢板，骨架为50cm×50cm×5cm的等边角钢。5.根据权利要求1或3所述的装配叠合式综合管廊振动台试验装置，其特征在于，所述聚苯乙烯泡沫塑料板(4)的厚度为100mm。6.根据权利要求1所述的装配叠合式综合管廊振动台试验装置，其特征在于，所述位移传感器支架(13)包括支座、底座钢板及支杆钢筋，支座和底座钢板呈正对平行布置，支杆钢筋两端分别与支座、底座钢板焊接在一起。7.用于制作权利要求1-6中任意一项所述的装配叠合式综合管廊振动台试验装置的方法，其特征在于，具体包括以下步骤，且以下步骤顺次进行：步骤一、制作模型箱(2)：预先加工围成模型箱(2)所需的底板和侧板，并将加工完成后的底板和侧板通过骨架焊接成顶部敞口的长方体结构，沿模型箱(2)的短边方向在其内侧壁上放置聚苯乙烯泡沫塑料板(4)，并在模型箱(2)的底部用环氧树脂黏贴碎石；步骤二、将步骤一中的模型箱(2)通过螺栓(6)固定在振动台(1)上，并在振动台(1)的台面左侧边缘处安装加速度传感器(11)；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨艳敏，范鑫阳，王运克，张滨麟，龚玉宝，田锌茹，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22