一种大型振动液化试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种大型振动液化试验系统，包括：试验坑，用于进行振动液化试验，所述试验坑内回填有饱和砂土；爆炸模块，用于通过爆炸形成大面积液化场地，所述爆炸模块包括多个布置在所述试验坑内的耐水性炸药；数据采集模块，用于采集振动液化试验数据，其布置在所述试验坑内。该系统具有试验规模大、后期试验经济成本低、适应性广、可拓展性强等优点，系统参数通过对药量、起爆延时等设计参数进行影响分析得到，可以经济合理地制造大面积液化场地，有利于其在岩土工程振动液化特性试验研究领域的推广。

A large scale vibration liquefaction test system

The utility model discloses a large vibration liquefaction test system, test pit for liquefaction test, the test pit backfill with saturated sand; explosion module, for the formation of large liquefied by explosion, the explosion of the explosive resistance module includes a plurality of arrangements in the test pit; the data acquisition module is used for collecting vibration liquefaction test data, which is arranged on the test pit. The test system has large scale, a late stage trial of low economic cost, wide adaptability and development advantages, the system parameters through delay design parameters of the explosive of ignition, impact analysis, can create a large area of soil liquefaction economically beneficial to the promotion in the field of geotechnical engineering liquefaction characteristics of vibration test research.

【技术实现步骤摘要】
一种大型振动液化试验系统
本技术涉及土木工程
，具体涉及一种大型振动液化试验系统。
技术介绍
以往在研究地震荷载作用下土体的动力响应特性以及建(构)筑物的受力或变形情况时一般采用室内三轴仪、振动台或离心机等设备，然而室内模型试验通常都在尺寸效应、边界效应等方面存在缺陷，结果的可靠性与试验设备直接相关。在振动液化场地内开展大尺寸建(构)筑物的灾变分析研究时，室内仪器设备已不能满足要求。鉴于地震发生时间和地点的不可预知性，无法等待地震发生时开展相关试验研究，同时考虑到爆炸地震动与天然地震在诸多方面的相似性，国内外学者开始尝试利用土中爆炸技术合理地安排药包位置、引爆顺序及微差延时，将一系列爆源所产生的地震动在试验区域内合理地延续，创造出与天然地震相似的持续震荡，以实现原位场地人工模拟地震的诱发。然而，利用爆炸振动模拟液化的方法，目前尚未形成一套可靠的试验系统，无法指导大型振动液化试验环境的人工模拟。鉴于上述缺陷，本技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本技术一种大型振动液化试验系统。
技术实现思路
为解决上述技术缺陷，本技术采用的技术方案在于，提供一种大型振动液化试验系统，包括：试验坑，用于进行振动液化试验，所述试验坑内回填有饱和砂土；爆炸模块，用于通过爆炸形成大面积液化场地，所述爆炸模块包括多个布置在所述试验坑内的耐水性炸药；数据采集模块，用于采集振动液化试验数据，其布置在所述试验坑内。较佳的，所述试验坑内设有环形部药圈，所述部药圈上钻设有多个药孔，所述耐水性炸药布置在所述药孔内。较佳的，所述药孔呈扇形或环形布置。较佳的，所述爆炸模块包括对个高能脉冲起爆器，所述耐水性炸药通过导爆管雷管与所述高能脉冲起爆器相连。较佳的，所述数据采集模块包括孔隙水压力传感器、振动传感器和高速动态数据采集仪，所述部药圈内侧钻设有多个孔隙水压力传感器孔，所述孔隙水压力传感器布置在所述孔隙水压力传感器孔内，所述振动传感器布置于所述孔隙水压力传感器正上方且靠近地表处，所述孔隙水压力传感器和振动传感器均与所述高速动态数据采集仪连接。较佳的，所述孔隙水压力传感器孔呈辐射状布置于所述布药圈内侧。较佳的，所述孔隙水压力传感器与所述耐水性炸药分别固定在尺条上，所述尺条插入所述药孔和所述孔隙水压力传感器孔的指定深度。较佳的，所述尺条一端具有凹口，所述尺条表面设有刻度，所述凹口中心处的刻度为零。较佳的，所述耐水性炸药固定在两根对称所述尺条的凹口中，所述孔隙水压力传感器固定在单根所述尺条的凹口处。较佳的，所述试验坑的坑壁覆盖有无纺土工布。与现有技术比较本技术的有益效果在于：该大型振动液化试验系统具有试验规模大、后期试验经济成本低、适应性广、可拓展性强等优点，系统参数通过对药量、起爆延时等设计参数进行影响分析得到，可以经济合理地制造大面积液化场地，有利于其在岩土工程振动液化特性试验研究领域的推广。附图说明为了更清楚地说明本技术各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1是本技术大型振动液化试验设计系统的结构图；图2是爆炸模块的结构图；图3是数据采集模块的结构图。图中数字表示：1.试验坑2.无纺土工布3.耐水性炸药4.孔隙水压力传感器5.振动传感器6.高能脉冲起爆器7.导爆管雷管8.尺条9.高速动态数据采集仪具体实施方式以下结合附图，对本技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。实施例1结合图1所示，其为本技术一种大型振动液化试验设计系统的结构图，系统包括试验坑1、爆炸模块和数据采集模块。所述试验坑1用于进行振动液化试验，试验坑1的坑壁覆盖有无纺土工布2，坑内回填有饱和砂土。所述爆炸模块用于通过爆炸形成大面积液化场地，所述爆炸模块包括多个耐水性炸药3。所述数据采集模块用于采集振动液化试验数据，其布置在所述试验坑1内。所述试验坑1内设有环形布药圈，布药圈上钻设有多个药孔，所述耐水性炸药3布置在药孔内。所述数据采集模块包括孔隙水压力传感器4、振动传感器5和高速动态数据采集仪9。在试验坑1的布药圈内侧钻设有多个孔隙水压力传感器孔，所述孔隙水压力传感器4布置在所述孔隙水压力传感器孔内，用于测定超孔隙水压力。所述振动传感器5布置于孔隙水压力传感器5正上方且靠近地表，所述孔隙水压力传感器4和振动传感器5均与高速动态数据采集仪9连接。本系统通过在试验坑1内的起爆耐水性炸药3，使试验坑1内砂土获得类似地震作用时持续震荡的荷载，利用多个药包微差爆炸产生的循环压缩或剪切作用，从而获得大面积液化环境，数据采集模块对试验数据进行采集，验证系统测试参数的准确性，准确掌握实际土体液化响应规律和特征。该系统得到的室外大面积液化场地可以有效提升试验规模，避免室内模型试验的尺寸效应、边界效应等问题，拓展了开展地震振动及液化试验的基础条件，且使所处的试验环境更加接近工程实际。实施例2本实施例在上述实施例的基础上，结合图2所示，所述耐水性炸药3固定在尺条8上，所示尺条8表面设有刻度，其中一端具有凹口，所述凹口中心处的刻度为零。耐水性炸药3绑扎在两根对称尺条8的凹口中，通过导爆管雷管7与高能脉冲起爆器6相连。系统通过尺条8插入深度控制药包埋深，通过高能脉冲起爆器6控制耐水性炸药3的起爆。结合图3所示，所述孔隙水压力传感器4固定在单根所述尺条8的凹口处，其与高速动态数据采集仪9连接。试验坑1中的药孔呈扇形布置在布药圈上，孔隙水压力传感器孔呈辐射状布置于布药圈内侧。固定耐水性炸药3和孔隙水压力传感器4的尺条8分别插入到药孔和孔隙水压力传感器孔的指定深度，通过控制尺条8位置实现药包埋深调节，方便试验操作。实施例3本实施例与上述实施例不同之处在于，所述试验坑1的参数为有效直径16m、深度3m，回填土质类别为细砂，土层初始相对密实度30-35％。耐水性炸药3环形布置在布药圈上，药包共有8个，每个药包TNT当量均为0.48kg，埋深2m，埋设半径6m。试验起爆方式为相邻药包间的起爆间隔时间为310ms，顺序起爆、间隔起爆或两两成对起爆。该系统参数通过对药量、起爆延时等设计参数进行影响分析得到，可保证获得半径不小于6m的液化试验场地，系统具有规模大、后期试验经济成本低、适应性广、可拓展性强等优点，为开展振动液化环境中的大尺寸建(构)筑物灾变试验研究提供了基本条件，可以有效的避免室内模型试验的尺寸效应、边界效应等问题。以上所述仅为本技术的较佳实施例，对本技术而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本技术权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型振动液化试验系统，其特征在于，包括：试验坑，用于进行振动液化试验，所述试验坑内回填有饱和砂土；爆炸模块，用于通过爆炸形成大面积液化场地，所述爆炸模块包括多个布置在所述试验坑内的耐水性炸药；数据采集模块，用于采集振动液化试验数据，其布置在所述试验坑内。

【技术特征摘要】
1.一种大型振动液化试验系统，其特征在于，包括：试验坑，用于进行振动液化试验，所述试验坑内回填有饱和砂土；爆炸模块，用于通过爆炸形成大面积液化场地，所述爆炸模块包括多个布置在所述试验坑内的耐水性炸药；数据采集模块，用于采集振动液化试验数据，其布置在所述试验坑内。2.如权利要求1所述的大型振动液化试验系统，其特征在于，所述试验坑内设有环形布药圈，所述布药圈上钻设有多个药孔，所述耐水性炸药布置在所述药孔内。3.如权利要求2所述的大型振动液化试验系统，其特征在于，所述药孔呈扇形或环形布置。4.如权利要求3所述的大型振动液化试验系统，其特征在于，所述爆炸模块包括多个高能脉冲起爆器，每个所述耐水性炸药通过导爆管雷管与所述高能脉冲起爆器相连。5.如权利要求2-4任一所述的大型振动液化试验系统，其特征在于，所述数据采集模块包括孔隙水压力传感器、振动传感器和高速动态数据采集仪，所述布药圈内侧钻设有多个孔隙水压力传感器孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方继伟，王维国，干啸洪，顾俊钢，谢玲儿，朱建朝，陈立平，官华，
申请(专利权)人：宁波市交通建设工程试验检测中心有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33