本实用新型专利技术公开了建筑基础外墙侧向土压力模拟施加装置，包括：推力施加设备和岩土侧土压力模拟设备；其中，岩土侧土压力模拟设备呈直角梯形；岩土侧土压力模拟设备的斜面用于抵接岩土材料；推力施加设备用于对岩土侧土压力模拟设备的直角面施加推力，使岩土侧土压力模拟设备与岩土材料紧密接触；该装置通过模拟岩土材料与实验模型的相互作用，有助于解决现实中通过横向移动平直推板对建筑基础侧壁施加的侧压力分布规律与实际情况不符、存在埋深较浅的位置施加的侧压力过大、埋深较深的位置施加的侧压力较小的问题。施加的侧压力较小的问题。施加的侧压力较小的问题。
【技术实现步骤摘要】
建筑基础外墙侧向土压力模拟施加装置
[0001]本技术属于建筑
，特别是建筑基础外墙侧向土压力模拟施加装置。
技术介绍
[0002]缩尺模型实验方法是针对建筑基础减振效果实验模拟的一种重要手段。工程应用中在进行建筑基础振动控制处理时，通常需要对建筑基础底板及侧壁均采取与传播途径隔离阻断的方式实现，如在建筑基础底板下方及地下室侧墙安装隔振垫等。
[0003]在针对建筑进行缩尺模型减振效果实验过程中，通常也需要针对建筑基础及侧壁实施相应的减振措施。工程中建筑基础的振动控制措施的设计需结合建筑模型基底压应力水平进行隔振系统固有频率的设计，进而细化隔振材料的相关参数，开展基底材料的安装；在进行侧垫选型时需结合实际建筑基础侧壁的侧向土压力荷载情况。建筑缩尺模型减振效果的实验研究中，需根据实际项目中的隔振系统固有频率及建筑基础侧壁的侧压力荷载情况结合缩尺实验模型的相似关系系数进行模型实验固有频率的确定及缩尺模型基础侧壁侧压力的确定。
[0004]通过调研分析发现，有部分学者也设计研究专利技术了具备模拟建筑基础及侧壁的压应力实验装置。其中有部分学者通过沙箱模型进行模拟，实验过程中通过在建筑缩尺模型地下室周围回填相关岩土介质，实现建筑基础侧壁岩土材料对地下室侧壁的侧压力施加。但是该方法中，实验箱的加工制作中振动传递介质全部为岩土介质，因此在开展多种实验工况中需对岩土介质进行反复的开挖，回填，夯实，实验过程周期较长，且该方法对夯实程度一致性要求较高。
[0005]此外，部分学者根据试验需求，设计开发了能够对建筑基础地下结构进行侧土压力模拟的试验装置，在建筑侧壁方向安装横向移动的平直推板，通过动力源对推板施加指定要求的横向推力进一步模拟建筑基础侧壁的侧向压力，侧向压力的施加水平结合实际土压力进行等效处理。该实验装置可以通过精确调整建筑基础侧向等效土压力，但无法体现建筑基础侧向土压力随着建筑埋深的增加而逐渐增大的特性，如附图图1所示，图中γ表示岩土介质的容重；K0表示侧压力系数；H表示岩土介质埋深。因此，该实验装置的对建筑基础侧壁区域靠近地表的约束力较大，对靠近基础位置的约束相对较小，在实验中势必会对建筑结构的振动情况产生额外的影响。
[0006]因此，如何解决通过横向移动平直推板对建筑基础侧壁施加的侧压力与实际情况不符，存在埋深较浅的位置施加的侧压力过大，埋深较深的位置施加的侧压力较小的问题，成为当前研究的关键问题。
技术实现思路
[0007]本技术的目的在于提供一种至少部分解决上述技术问题的建筑基础外墙侧向土压力模拟施加装置，通过模拟岩土材料与实验模型的相互作用，有助于解决现实中通过横向移动平直推板对建筑基础侧壁施加的侧压力与实际情况不符、存在埋深较浅的位置
施加的侧压力过大、埋深较深的位置施加的侧压力较小等问题。
[0008]本技术实施例提供了建筑基础外墙侧向土压力模拟施加装置，包括：推力施加设备(1)和岩土侧土压力模拟设备(2)；
[0009]所述岩土侧土压力模拟设备(2)呈直角梯形；
[0010]所述岩土侧土压力模拟设备(2)的斜面用于抵接岩土材料；
[0011]所述推力施加设备(1)用于对所述岩土侧土压力模拟设备(2)的直角面施加推力，使所述岩土侧土压力模拟设备(2)与岩土材料紧密接触。
[0012]进一步地，所述岩土材料位于建筑模型地下室侧墙与所述岩土侧土压力模拟设备(2)之间。
[0013]进一步地，所述岩土侧土压力模拟设备(2)包括约束箱(21)、调压气囊(22)和直接作用板(23)；
[0014]所述约束箱(21)内设有多个横向隔板，每个横向隔板上均设有所述调压气囊(22)；
[0015]所述约束箱(21)的开口一侧的上端与所述直接作用板(23)铰链连接；所述直接作用板(23)用于抵接岩土材料。
[0016]进一步地，每个所述横向隔板上调压气囊的初始长度均比上一个横向隔板上调压气囊的初始长度长预设尺寸。
[0017]进一步地，所述约束箱(21)的开口一侧的上端通过约束轴(24)与所述直接作用板(23)铰链连接。
[0018]进一步地，所述直接作用板(23)由多个板状结构铰链连接而成。
[0019]进一步地，所述约束箱(21)的上下两侧均安装有一对固定滑轨(25)；所述约束箱(21)与所述固定滑轨(25)滑动连接；
[0020]所述推力施加设备(1)在所述约束箱(21)的开口另一侧施加推力后，所述约束箱(21)在所述固定滑轨(25)上横向滑动。
[0021]进一步地，所述约束箱(21)通过约束耳环(26)与所述固定滑轨(25)滑动连接。
[0022]和现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0023]本技术应用于存在地下室结构的缩尺模型试验箱，通过建筑四周填埋少量岩土。通过推力施加设备横向推动岩土侧土压力模拟设备实现建筑该方向侧土对建筑基础的水平向约束；通过精确调整推力施加设备的横向推力实现侧土压力的模拟。
[0024]本技术可根据常用的岩土侧土压力参数确定设置最上部与最下面的高精度调压气囊的长度差，直接模拟真实的侧向土压力分布情况。此外，基于本技术实验装置针对特殊的三角形土压力分布特点，可通过精确调整气囊被压缩后各气囊的压力，实现特殊岩土的三角形岩土压力。进而实现不同岩土三角形土压力的精确模拟(本技术实施例中，岩土侧土压力模拟设备的横截面是梯形的，其在工作中施加的横向土压力是模拟的岩土侧向土压力，实际生活中建筑地下室基础侧墙的侧压力为三角形分布特点)。
[0025]本技术中通过设置不同调压气囊受压前的初始长度，进而实现气囊受压后不同深度位置气囊的压力，最终实现直接作用板在不同深度位置处对外施加不同的压力，实现随深度变化的不同侧压力施加。
[0026]本技术中可任意更换直接作用板与地下室结构间的部分岩土材料，从而快速
实现不同岩土材料的模拟，解决了传统实验中反复大量开挖岩土的问题。
[0027]传统缩尺模型试验箱采用全岩土介质对建筑地下结构四周措施施加侧压力，侧压力大小取决于实验者对岩土的夯实的丰富经验；而本技术中通过调整高精度推力施加机构即可实现土压力模拟机构横向移动，可快速实现侧土压力的施加与卸载，节省了聘请专业岩土实验工作人员的相关费用，并提升了实验效率。
[0028]本技术仅需要在直接作用板与建筑模型地下室侧墙位置少量填埋部分岩土材料，实现真实岩土摩擦系数模拟。
[0029]本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0030]下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0031]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.建筑基础外墙侧向土压力模拟施加装置，其特征在于，包括：推力施加设备(1)和岩土侧土压力模拟设备(2)；所述岩土侧土压力模拟设备(2)呈直角梯形；所述岩土侧土压力模拟设备(2)的斜面用于抵接岩土材料；所述推力施加设备(1)用于对所述岩土侧土压力模拟设备(2)的直角面施加推力，使所述岩土侧土压力模拟设备(2)与岩土材料紧密接触。2.如权利要求1所述的建筑基础外墙侧向土压力模拟施加装置，其特征在于，所述岩土材料位于建筑模型侧墙与所述岩土侧土压力模拟设备(2)之间。3.如权利要求1所述的建筑基础外墙侧向土压力模拟施加装置，其特征在于，所述岩土侧土压力模拟设备(2)包括约束箱(21)、调压气囊(22)和直接作用板(23)；所述约束箱(21)内设有多个横向隔板，每个横向隔板上均设有所述调压气囊(22)；所述约束箱(21)的开口一侧的上端与所述直接作用板(23)铰链连接；所述直接作用板(23)用于抵接岩土材料。4.如权利要求3所述的建筑基础外墙...
【专利技术属性】
技术研发人员：邬玉斌，吴雅南，宋瑞祥，何蕾，刘必灯，张婧，吴丹，曾钦娥，吴琼，望雪英，
申请(专利权)人：北京市科学技术研究院城市安全与环境科学研究所，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。