一种可用于模拟冻土场地条件下工程结构基础地震反应的试验系统技术方案

本发明专利技术是一种可用于模拟冻土场地条件下工程结构基础地震反应的试验系统，包括激振系统、液压动力系统、单自由度振动台台面系统、环境制冷系统、温度监控系统及响应数据采集系统六大部分。其特征是：1、本发明专利技术通过制冷模型箱与振动台台面的结合，可以在单一自由度上开展冻土场地条件下工程结构基础的振动机理试验研究。2、本发明专利技术通过在制冷模型箱中内置铜制冷却管和外接制冷循环机来实现冷却液的循环，结合温度监测系统对土体温度的实时监测来调节冷却液的温度，从而使土体温度达到目标阈值，能够有效模拟冻土场地条件下。3、本发明专利技术所采用的制冷模型箱尺寸适宜，兼顾考虑了模型箱的尺寸效应和土体冻结周期，其内壁铺设了保温材料，在增益箱内土体降温效果的同时，可以在试验过程中有效地吸收应力波，从而减小模型箱的边界效应。边界效应。边界效应。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于模拟冻土场地条件下工程结构基础地震反应的试验系统


[0001]本专利技术涉及一种室内模型试验测试系统，具体是指一种可用于模拟冻土场地条件下工程结构基础地震反应的试验系统，可有效模拟包括季节冻土和多年冻土在内的各类冻土场地条件，并测试各类工程结构基础在地震作用下的动力响应。

技术介绍

[0002]冻土作为一种特殊的岩土材料，由气态包裹体、冰包裹体、矿物颗粒和液态水组成，作为多相复合体，冻土的强度和变形特性比未冻土要复杂得多。冻土在全球范围内的分布非常广泛，根据其冻结时间的不同，冻土主要分为多年冻土和季节冻土两大类。其中多年冻土约占全球陆地总面积的23%，主要分布于俄罗斯、加拿大、中国和美国的阿拉斯加等地区。我国是世界第三冻土大国，我国季节性冻土和多年冻土面积接近全国总面积的70％。在地理分布上，多年冻土区同时也是地震频发区域，如青藏高原地震区是我国地震活动最为频繁的区域，且震级相对较高。因此，冻土区的工程结构基础不可避免地面临着地震作用和冻土场地效应的双重挑战。高峰等人2006年发表于《岩石力学与工程学报》的“季节性冻土和多年冻土对场地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于模拟冻土场地条件下工程结构基础地震反应的试验系统，包括激振系统、液压动力系统、单自由度振动台台面系统、环境制冷系统、温度监控系统及响应数据采集系统六大部分，其特征是：所述的激振系统由反力墙（1）、激振器水平固定支座（2）、激振器后固定支架（3）、激振器液压油缸（4）、激振器前固定支架（5）、激振器作动杆（6）、连接卡口装置（7）组成；激振器液压油缸（4）后方的水平固定支座（2）通过高强螺栓固定于反力墙（1）上；后固定支架（3）和前固定支架(5)通过锚固螺栓固定于地面，激振器液压油缸（4）的前后两端则通过螺栓和后固定支架（3）以及前固定支架（5）连接固定在一起；激振器液压油缸（4）连接激振器作动杆（6），激振器作动杆（6）一端设有连接卡口装置（7）；所述的液压动力系统由伺服控制系统（8）、油压输送系统（9）和电脑控制系统(10)组成；伺服控制系统（8）和油压输送系统（9）以及激振器液压油缸（4）通过油管互相连接，且均与电脑控制系统（10）相连；电脑控制系统（10）通过控制油压输送系统（9）为激振器液压油缸（4）提供油压；液压伺服系统（8）则通过控制油压阀门来实现激振器液压油缸（4）的运行，同时通过传感器的实时监测将激振系统的运行情况反馈到电脑控制系统（10），由电脑控制系统（10）对激振器液压油缸（4）的实际状态与所需状态进行对比，继而对液压伺服系统（8）发出指令以进行进一步的调节控制；所述的单自由度振动台台面系统由水平滑动轨道（11）、横向固定支座（12）、滑动滚轮组（13）、钢制托底（14）、振动台台面（15）组成；水平滑动轨道（11）两侧焊接的横向固定支座（12）通过锚固螺栓固定于地面，以实现滑动轨道的固定；滑动滚轮组（13）顶部的钢制托底与振动台台面（15）锚固连接，同时滑动滚轮组（13）精确安置于水平滑动轨道（11）上；激振器作动杆（6）一端的连接卡口装置（7）通过锚固螺栓与振动台台面（15）连接，使得振动台台面（15）能在激振器的作用下往复振动；所述的环境制冷系统由制冷模型箱（16）、铜制冷却管（17）、转换接口（18）、耐低温导管（19）、保温棉（20）、制冷循环机（21）、冷却液（22）组成；制冷模型箱（16）底板和振动台台面（15）通过锚固螺栓固定连接，制冷试验箱（16）内壁布置一定厚度的保温棉（20）；在制冷模型箱（16）中装填土体，土体与侧壁接触部位盘绕铜制冷却管（17），铜制冷却管（17）两...

【专利技术属性】
技术研发人员：张熙胤，管嘉达，陈兴冲，丁明波，于生生，王万平，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：