可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置制造方法及图纸

可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置属于土木工程技术领域。由悬挂支架和刚性梁架、轻质刚性材料制作的模型箱体组成，所述模型箱体为多层轻质刚性材料制作、各层面结构由柔性索串接，且柔性索通过吊钩悬挂于刚性梁架上，刚性梁架通过钢梁插槽搭架在所述悬挂支架上，悬挂支架上部螺杆处对应设置恢复标尺，悬挂支架固定于振动台台面周围的地面上，柔性索下部与模型箱刚性底板连接，模型箱刚性底板与振动台面连接在一起。本装置中悬挂支架上螺杆与恢复标尺的设置可以有效的保证每次装填模型地基时模型箱初始状态的一致性，同时本装置可以于填土后方便、快速将刚性梁架移去，最大程度上消除刚性梁架和悬挂支架的振动对模型箱内土体的影响。

Shaking table model soil box testing device capable of rapidly replacing model box body

The utility model relates to a shaking table model soil box testing device capable of rapidly replacing a model box body, which belongs to the technical field of civil engineering. Is composed of a hanging bracket and a rigid frame, making light of rigid material model of box, the box is made of lightweight, multi-layer model of rigid material layers structure consisting of a flexible cable connected in series, and a flexible cable by the hook hanging on the rigid beam, rigid frame beam through the slot frame on the suspension bracket, the upper part of the screw suspension support to set the corresponding recovery scale, hanging bracket is fixed on the ground around the table on the flexible cable model box and lower rigid plate connection, model base and rigid vibration box table together. Suspension bracket screw consistency and recovery scale settings can effectively ensure each loading model foundation box model of the initial state of the device, and the device can conveniently and quickly fill in after the rigid frame is removed, the maximum extent to eliminate the influence of vibration of rigid beam and a suspension bracket on the model of soil box.

【技术实现步骤摘要】
可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置
本专利技术涉及可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置，属于土木工程

技术介绍
振动台模型试验可以很好地再现地震过程，是目前应用最为广泛的一种结构抗震试验方法。在模型试验中，只能在有限尺寸的容器(模型土箱等)里来模拟原型地基的地震响应。如今开展的多数振动台试验中所应用的模型土箱可分为刚性箱、柔性箱、层状剪切箱等三种。现有用于振动台试验的模型土箱多数只能满足单向地震动输入的需要，且一些已研发的层状多向剪切模型箱也存在技术缺陷。例如，模型箱设计结构较复杂，模型箱体上其他装置的振动会对模型土体产生较大影响等。为了满足多维振动输入、箱体结构设计科学合理等要求，更好地减小模型箱体上其他装置的振动对模型土体产生的影响，迫切需要一种设计相对简单、且能最大程度上减小箱体装置振动对模型土体影响的新型多向层状剪切模型土箱。但是，如今国内外尚未有这种可以快速更换箱体结构、对模型土体影响较小的新型多向层状剪切模型土箱。
技术实现思路
为了克服上述目前模型箱存在的问题，本专利技术提供一种可以方便、快速地将除轻质层状结构箱体外其它配套设备拆除，避免试验时其他装置的振动对模型箱内土体产生影响的振动台模型土箱试验装置。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案：一种可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置，由悬挂支架、刚性梁架、轻质刚性多向层状剪切模型箱体、刚性底板组成。所述悬挂支架为三根以上的支柱，固定于振动台台面周围的地面上，每根支柱的顶部通过可上下移动的螺杆设有钢梁插槽；所述刚性梁架由刚性横杆构成，每根刚性横杆的两端插接在相邻的两个所述钢梁插槽的槽口中，各刚性横杆首尾相接构成所述刚性梁架；同时在所述悬挂支架顶部设置有可指示所述钢梁插槽高度的恢复标尺；所述轻质刚性多向层状剪切模型箱体上部通过吊钩和吊环机构悬挂在所述刚性梁架下面，其下部固定在所述刚性底板上，该刚性底板固定在所述振动台台面上。所述钢梁插槽的槽口在垂直方向上排列两个以上，这样可以快速适应不同高度的模型箱体。这种可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置制作、使用方法如下：采用轻质刚性材料制作、垂直等间距平行排列层状结构的模型箱箱体由数条均匀分布的柔性索悬挂在刚性梁架上，刚性梁架与柔性索之间通过吊钩和吊环相连，轻质模型箱箱体通过柔性索、吊环、吊钩悬挂于刚性梁架上，刚性梁架插入搁放在置于振动台台面周边地面的悬挂支架上的钢梁插槽的槽口中，通过调节悬挂支架上的螺杆，将刚性梁架调至水平。模型地基装样结束后，通过恢复标尺上的刻度值，准确记录每根螺杆支撑高度，之后通过螺母快速调节螺杆降低刚性梁架高度，后松开各个吊钩与柔性索上的吊环，将刚性梁架从钢梁插槽中移出，从悬挂支架上卸下。试验后，为便于进行卸土等其他操作，需将刚性梁架重新安装在悬挂支架上，将吊钩钩起柔性索，按照之前所记录的恢复标尺刻度将每根螺杆支撑高度调至与试验前相同。本专利技术的优点和效果在于：1.由于柔性索和刚性梁架通过吊钩和吊环相连，模型箱体可以迅速从刚性梁架上卸下；且刚性梁架通过钢梁插槽架设在悬挂支架上，刚性梁架也可以迅速从悬挂支架上卸下。实现了快速更换模型箱体的目的。2.由于悬挂支架设置了恢复标尺和可通过螺母调节刚性梁架高度的螺杆，通过记录标尺刻度、调节螺杆，利于保证每次装填模型地基前模型箱初始状态的一致性。3.由于悬挂支架固定于振动台台面周围的地面上，不与振动台台面接触,试验时最大程度上减小悬挂支架振动对模型地基的影响。附图说明图1可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置的结构示意图；图2可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置的俯视图；图3可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置中的恢复标尺和螺杆的示意图；图4可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置中的吊钩示意图；图5可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置中的吊环示意图。图中标号：1-振动台台面；2-振动台周边地面；3-悬挂支架；4-螺杆；5-刚性梁架；6-模型箱刚性底板；7-柔性索；8-轻质模型箱箱体；9-固定钢板；10-吊钩与吊环；11-恢复标尺；12-螺母；13-钢梁插槽。具体实施方式如图1至图5所示，本专利技术一种可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置，包括悬挂支架3；螺杆4；刚性梁架5；模型箱刚性底板6；柔性索7；轻质模型箱箱体8；固定钢板9；吊钩与吊环10；恢复标尺11；钢梁插槽13等装置。其中，悬挂支架3为四根支柱，固定于振动台台面周围地面2上。四根支柱顶部设置有钢梁插槽13，钢梁插槽13通过可上下移动的螺杆4与支柱连接。四根刚性横杆首尾相接插接于各钢梁插槽13中构成刚性梁架5。轻质模型箱箱体8由多层轻质刚性材料制作的层面结构垂直等间距平行排列，并由多条柔性索7串接而成，柔性索7底端与模型箱刚性底板6连接、顶端通过吊钩和吊环10悬挂于刚性梁架5上。刚性梁架5通过螺杆4及螺母12来调节高度，同时在悬挂支架3顶部设置恢复标尺11来指示钢梁插槽13的高度。钢梁插槽13可以设置多个槽口来快速适应轻质模型箱箱体8的高度。可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置制作、使用方法，包括以下技术步骤：(1)轻质模型箱箱体8形状可根据不同需求进行调整、设计，制作箱体的材料须选择轻质刚性材料；(2)刚性梁架5与柔性索7的连接采用吊钩与吊环的连接方式，轻质模型箱箱体8通过柔性索7悬挂于刚性梁架5下面；(3)刚性梁架5插入钢梁插槽13对应槽口中，通过调节悬挂支架3上的螺杆4，将刚性梁架5调至水平；(4)进行模型地基装样、模型结构埋置、传感器安装等相关操作；(5)模型地基装样结束后，通过观测恢复标尺11的刻度值，记录每根螺杆4对应的准确支撑高度；(6)试验前，调节螺母12，将刚性梁架5从钢梁插槽13对应槽口中取出，并分离吊钩和吊环，将刚性梁架5从装置中移除；(7)试验结束后，连接吊钩和吊环，将刚性梁架5插入钢梁插槽13对应槽口中，通过恢复标尺11之前所记录数据，将刚性梁架5调节至与试验前支撑高度相同，之后进行卸土、回收传感器等操作；(8)开展下一组试验，只需重复步骤(4)～(7)即可。实施例：以直径为3.6m的圆形铝合金箱体在台面尺寸为6m×6m的振动台上试验为例：选用矩形截面、空心环状的铝合金圈制作轻质模型箱箱体8，铝合金圈层数为20层，由12条均匀分布的采用钢绞线制作的柔性索7悬挂在刚性梁架5上，其中刚性梁架5由符合条件的6.5#角钢焊接、加固而成，柔性索7与刚性梁架5之间通过吊钩和吊环相连，刚性梁架5搁放在置于振动台台面周边地面的悬挂支架3上，悬挂支架3顶部部的螺杆4对应处设置恢复标尺11。模型地基装样前，刚性梁架5插入钢梁插槽13对应槽口中，通过调节螺杆4将所有刚性梁架5调至水平，以保证12根柔性索7的均匀受力；模型地基装样结束后，通过螺杆4对应处设置的恢复标尺11刻度值，准确记录每根螺杆4支撑高度，之后调节螺杆4降低刚性梁架5高度，将刚性梁架5从钢梁插槽13中取出，松开各个吊钩与柔性索7上的吊环，将刚性梁架5从柔性索7、悬挂支架3上卸下。试验结束后，为便于进行卸土等其他操作，需用吊钩钩起柔性索7，将刚性梁架5重新安装在悬挂支架3上，按照之前所记录的恢复标尺刻度数据将每根螺杆支撑高度调至与试验前相同。以本文档来自技高网...

【技术保护点】
可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置，由悬挂支架、刚性梁架、轻质刚性多向层状剪切模型箱体、刚性底板组成，其特征在于：所述悬挂支架为三根以上的支柱，固定于振动台台面周围的地面上，每根支柱的顶部通过可上下移动的螺杆设有钢梁插槽；所述刚性梁架由刚性横杆构成，每根刚性横杆的两端插接在相邻的两个所述钢梁插槽的槽口中，各刚性横杆首尾相接构成所述刚性梁架；同时在所述悬挂支架顶部设置有可指示所述钢梁插槽高度的恢复标尺；所述轻质刚性多向层状剪切模型箱体上部通过吊钩和吊环机构悬挂在所述刚性梁架下面，其下部固定在所述刚性底板上，该刚性底板固定在所述振动台台面上。

【技术特征摘要】
1.可快速更换模型箱体的振动台模型土箱试验装置，由悬挂支架、刚性梁架、轻质刚性多向层状剪切模型箱体、刚性底板组成，其特征在于：所述悬挂支架为三根以上的支柱，固定于振动台台面周围的地面上，每根支柱的顶部通过可上下移动的螺杆设有钢梁插槽；所述刚性梁架由刚性横杆构成，每根刚性横杆的两端插接在相邻的两个所述钢梁插槽的槽口中，各刚性横杆首尾相接构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：许成顺，豆鹏飞，杜修力，李霞，陈苏，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11