一种振动台试验土箱制造技术

本实用新型专利技术提供了一种振动台试验土箱，包括刚性底板，刚性底板上固定设置有刚性侧壁，刚性侧壁围成的腔体内自下而上设置有至少两层柔性内壁，相邻的两层柔性内壁之间通过连接铰互相连接，柔性内壁和连接铰都通过弹簧与刚性侧壁连接。本实用新型专利技术保证了试验过程中土体内的水不会溢出或渗出，避免试验过程中溢水或渗水造成的安全问题。

【技术实现步骤摘要】
一种振动台试验土箱
本技术涉及土木、水利及岩土试验的
，更具体地，涉及一种振动台试验土箱。
技术介绍
振动台试验中，为有效模拟土体环境，通常在振动台试验当中采用试验土箱模拟土体环境。不过，由于振动台台面尺寸及载重限制，土箱尺寸一般不会太大，但是，有限范围内的土体无法精确模拟无限空间，因此，振动台试验通常会对试验土箱采用特定的边界措施或采用专用的试验土箱。现有的专用土箱中，等效剪切梁土箱与三维层状剪切模型土箱使用较多。等效剪切梁土箱侧边界由多层金属环和橡胶环组成，二者交替排布并用胶结材料连接，利用橡胶的柔性和金属环的刚性有效模拟场地的边界效应和反力。三维层状剪切模型土箱采用铝合金框架弯曲成为圆形叠合而成，层与层间的框架由三向移动支撑件连接，层间预留空隙，以保证框架间相互独立运动，其可更加准备的模拟砂土液化等地基土体大变形情况。上述土箱虽可在一定程度上有效模拟土动力及土结构相互作用的环境，不过仍存在以下问题：首先，上述两试验土箱均为层状拼装组成，层与层之间的密封问题较大，若密封工艺不到位，则易发生渗水、漏水现象，不但影响试验结果，还会造成一定的安全隐患；其次，上述两土箱均为柔性结构，其吊装通常需要设置固定吊点或设置吊架，影响吊装的灵活度与经济性；并且，上述土箱一旦完成制作，必然只能针对某个或某类土体，试用范围受到影响；此外，三维层状剪切模型土箱的连接件部位要求较高，土箱建造的成本较高。因此，现有技术中亟需一种防水性能、吊装性能良好，成本低廉，且适应各种均质土、分层土的模拟的振动台试验土箱。<br>
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术提供了一种能够保证严格防水和安全高效吊装，并可以灵活模拟各类土体的振动台试验土箱。为实现上述目的，本技术通过下述技术方案予以实现：一种振动台试验土箱，包括刚性底板，所述刚性底板上固定设置有刚性侧壁，所述刚性侧壁围成的腔体内自下而上设置有至少两层柔性内壁，相邻的两层所述柔性内壁之间通过连接铰互相连接，所述柔性内壁和所述连接铰都通过弹簧与所述刚性侧壁连接。所述柔性内壁共有三层。所述刚性侧壁由整体刚性面板制成，所述整体刚性面板的底部与所述刚性底板焊接。每层所述柔性内壁由四块钢材面板围合而成。所述刚性底板的厚度为5～8cm。所述刚性侧壁的厚度3～6cm。本技术与现有技术相比的有益效果是：试验土箱采用刚性底板与刚性侧壁，均采用整体钢板或钢架面板，且均为刚性连接，保证了土箱的整体性，在吊装过程中，吊点的选取与吊装过程更加安全高效；由于刚性底板与刚性侧壁相互之间均为焊接，保证了试验过程中土体内的水不会溢出或渗出，避免试验过程中溢水或渗水造成的安全问题；内部的柔性内壁、弹簧可根据土层数量、物理参数等进行灵活调节，均质土、分层土均可模拟，实现了对不同试验要求的高灵活性；该试验土箱结构简单，易于操作与制作。附图说明图1是振动台试验土箱剖视图。图2是图1的俯视图。图3振动台试验土箱在试验过程中的剖视图。附图标记：1、刚性底板；2、刚性侧壁；3、柔性内壁；4、连接铰；5、弹簧；6、表层土体；7、深层土体；8、底层土体。具体实施方式如图1-3所示的振动台试验土箱，包括刚性底板1，刚性底板1的厚度为5～8cm。在本实施例中，刚性底板1为一块整体钢材面板，平面尺寸3m×2m，厚度5cm。刚性底板1上固定设置有刚性侧壁2，刚性侧壁2由整体刚性面板制成，整体刚性面板的底部与刚性底板1焊接。整体刚性面板呈空心长方体形状，刚性侧壁2的厚度3～6cm。在本实施例中，刚性侧壁2的厚度4cm，相对的两个面的尺寸分别为2m×3m、2m×2m。每层柔性内壁3由四块钢材面板围合而成。相邻两块钢材面板焊接连接，形成无底无盖的空心长方体的形状。刚性侧壁2围成的腔体内自下而上设置有至少两层柔性内壁3，在本实施例中，柔性内壁3沿深度方向模块化布置三层，每块柔性内壁为3钢材面板，深度分别为0.75m、0.5m、0.75m；每层柔性内壁3内自下而上分别填充有底层土体8、深层土体7和表层土体6。相应地，土体按照深度为3层，表层土体6深度0.75m，深层土体7深度0.5m，底层土体8深度0.75m。相邻的两层柔性内壁3之间通过连接铰4互相连接，柔性内壁3和连接铰4都通过弹簧5与刚性侧壁2连接。沿深度方向，首层柔性内壁3设置三层弹簧5，刚度分别为K1、K2、K3；中层柔性内壁3设置两层弹簧5，刚度分别为K4、K5；深层柔性内壁3设置3层弹簧5，刚度分别为K6、K7、K8。三层土体共需要两层连接铰4，每层连接铰4都连接32个弹簧5，弹簧5另一端与刚性侧壁2的内壁固定连接；每层弹簧5刚度K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8根据模拟土体的剪切模量Gd及剪切波速λd等物理参数进行确定。以上所述的仅是本技术的优选实施方式，但本技术并不局限于上述的具体实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动台试验土箱，包括刚性底板(1)，其特征是，所述刚性底板(1)上固定设置有刚性侧壁(2)，所述刚性侧壁(2)围成的腔体内自下而上设置有至少两层柔性内壁(3)，相邻的两层所述柔性内壁(3)之间通过连接铰(4)互相连接，所述柔性内壁(3)和所述连接铰(4)都通过弹簧(5)与所述刚性侧壁(2)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种振动台试验土箱，包括刚性底板(1)，其特征是，所述刚性底板(1)上固定设置有刚性侧壁(2)，所述刚性侧壁(2)围成的腔体内自下而上设置有至少两层柔性内壁(3)，相邻的两层所述柔性内壁(3)之间通过连接铰(4)互相连接，所述柔性内壁(3)和所述连接铰(4)都通过弹簧(5)与所述刚性侧壁(2)连接。


2.根据权利要求1所述的振动台试验土箱，其特征是，所述柔性内壁(3)共有三层。


3.根据权利要求1所述的振动台试...

【专利技术属性】
技术研发人员：练继建，燕翔，刘润，练冲，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12