【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及砂土振动试验，具体涉及一种砂土液化振动试验装置。
技术介绍
1、振动台试验是一种用于在实验室内模拟真实振动环境效应的试验方法。它可以用来研究结构的地震反应和破坏机理，结构的动力特性，设备的抗震性能，以及检验结构的抗震措施等内容。振动台试验主要分为正弦振动试验和随机振动试验。正弦振动试验使用固定或变化的频率和幅值的正弦信号，在每一瞬间时仅施加一个频率。随机振动试验使用具有多个频率成分和不确定幅值分布的随机信号，在每一瞬间时施加多个频率。
2、振动台试验需要选择合适的输入信号激励试样，以及合适的测试方向、持续时间、幅度等参数。这些参数需要根据产品的使用环境、标准要求、目标性能等因素进行确定。
3、而砂土液化振动台是指在振动台上模拟饱和砂土在地震作用下的液化现象和响应的试验。砂土液化是指饱和砂土在地震或其他动力荷载作用下，孔隙水压力升高，有效应力降低直至完全丧失，导致土体失稳和破坏的一种现象。
4、现有技术针对砂土液化振动试验制备饱和砂土的常用方法有湿筛法、湿堆积法、干堆积法、干筛法，但是这些方法都有各自的优缺点，比如湿筛法能够得到较均匀的密度分布，但是需要较长的时间和较多的水量；干筛法能够快速地制备试样，但是容易产生空隙和不均匀性。为了应对更加复杂多变的情况，本申请针对目前制备饱和砂土存在的缺点，提出一种砂土液化振动试验装置，以用于制备饱和砂土和砂土液化振动试验。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一
2、本专利技术提供了一种砂土液化振动试验装置，包括控制仪、数据采集器、激振器和振动台，以及用于放置饱和砂土的模型箱和用于制备饱和砂土的砂土制备装置，激振器与控制仪电性连接，振动台与激振器电性连接；模型箱安装于振动台上，模型箱内的饱和砂土中放置有用于数据采集的传感器，传感器与数据采集器电性连接；模型箱内饱和砂土上层设有承压板。
3、优选地，传感器包括加速度传感器、位移传感器以及孔压传感器，加速度传感器和孔压传感器布设于模型箱内的饱和砂土中；位移传感器布设于模型箱其一外壁的中部和侧部。
4、优选地，砂土制备装置包括储砂罐、气泵以及花洒状喷头，花洒状喷头上设有连接头，储砂罐通过管路与连接头的侧端连接，气泵通过导管与连接头的上端连接；花洒状喷头用于向模型内。还包括用于花洒状喷头移动的花洒移动机构；花洒移动机构可拆卸设于模型箱上，以将花洒状喷头以“s”形移动轨迹对模型箱内进行喷洒制备饱和砂土。
5、优选地，花洒移动机构8包括直线运动机构、矩形移动梁以及往复运动机构，直线运动机构通过可拆卸的安装架固定于模型箱一侧，矩形移动梁设于直线运动机构上，往复运动机构设于矩形移动梁上，花洒状喷头滑动设于矩形移动梁上，并与往复运动机构活动连接，以使往复运动机构带动花洒状喷头在矩形移动梁上往复运动。
6、优选地，直线运动机构包括设于安装架上的驱动电机、螺杆以及滑块，驱动电机的输出端通过联轴器或减速器与螺杆的一端连接，滑块螺纹连接于螺杆上，矩形移动梁固定设于滑块上。往复运动机构包括主动链轮、从动链轮、传动链、导向块、矩形导向框、主动齿轮、传动齿轮以及从动齿轮，主动链轮和从动链轮转动设于矩形移动梁两端，传动链套于主动链轮和从动链轮上，导向块铰接于传动链上；花洒状喷头通过限位块滑动设于矩形移动梁的限位槽内，矩形导向框固定设于限位块上；主动齿轮和传动齿轮同轴连接于矩形移动梁的一端，安装架的一侧设置有齿条，主动齿轮与齿条啮合；从动齿轮与主动链轮同轴连接，从动齿轮与传动齿轮啮合。
7、优选地，模型箱沿竖直方向上下分隔为饱和砂土模型层和水箱层，水箱层与砂土模型层之间通过数根管道连接。模型箱内两侧沿振动台台面振动方向，设置有用于模拟边界条件的橡胶模。
8、优选地，安装架的两侧和中部固定设有安装板，安装板上螺纹连接有压杆，压杆的端部设有压片，压杆通过在安装板上转动来调节其与模型箱的压紧度。
9、相对现有技术，具有以下有益效果：
10、1、本专利技术通过设置控制仪、数据采集器、激振器、振动台以及模型箱，来实现对饱和砂土进行振动试验，并依靠加速度传感器、位移传感器以及孔压传感器来采集试验数据，从而实现砂土液化的模拟试验，以研究不同因素对有机质浸染砂液化的影响。
11、2、本专利技术通过设置砂土制备装置，制备饱和砂土时，采用呈“s”形移动轨迹的加压花洒状喷头，保证天然密实度相差不大。
12、3、本专利技术采用可调节高度和倾角的安装架将模型箱固定在振动台上，能够提高模型箱的稳定性，并方便调整模型箱的高度和倾角。模型箱采用可拆卸式结构，能够方便地更换不同尺寸和形状的模型箱，适应不同类型和规模的试验对象。
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1.一种砂土液化振动试验装置,其特征在于,包括控制仪(1)、数据采集器(2)、激振器(3)和振动台(4)，以及用于放置饱和砂土的模型箱(5)和用于制备饱和砂土的砂土制备装置(6)，所述激振器(3)与所述控制仪(1)电性连接，所述振动台(4)与所述激振器(3)电性连接；所述模型箱(5)安装于所述振动台(4)上，所述模型箱(5)内的饱和砂土中放置有用于数据采集的传感器，所述传感器与所述数据采集器(2)电性连接；所述模型箱(5)内饱和砂土上层设有承压板(7)。
2.根据权利要求1所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，所述传感器包括加速度传感器(21)、位移传感器(22)以及孔压传感器(23)，所述加速度传感器(21)和所述孔压传感器(23)布设于所述模型箱(5)内的饱和砂土中；所述位移传感器(22)布设于所述模型箱(5)其一外壁的中部和侧部。
3.根据权利要求2所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，所述砂土制备装置(6)包括储砂罐(61)、气泵(62)以及花洒状喷头(63)，所述花洒状喷头(63)上设有连接头，所述储砂罐(61)通过管路与所述连接头的侧端连接
4.根据权利要求1所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，还包括用于所述花洒状喷头(63)移动的花洒移动机构(8)；所述花洒移动机构(8)可拆卸设于所述模型箱(5)上，以将所述花洒状喷头(63)以“S”形移动轨迹对所述模型箱(5)内进行喷洒制备饱和砂土。
5.根据权利要求4所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，所述花洒移动机构(8)包括直线运动机构、矩形移动梁(80)以及往复运动机构，所述直线运动机构通过可拆卸的安装架(10)固定于所述模型箱(5)一侧，所述矩形移动梁(80)设于所述直线运动机构上，所述往复运动机构设于所述矩形移动梁(80)上，所述花洒状喷头(63)滑动设于所述矩形移动梁(80)上，并与所述往复运动机构活动连接，以使所述往复运动机构带动所述花洒状喷头(63)在所述矩形移动梁(80)上往复运动。
6.根据权利要求5所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，所述直线运动机构包括设于所述安装架(10)上的驱动电机(71)、螺杆(72)以及滑块(73)，所述驱动电机(71)的输出端通过联轴器或减速器与所述螺杆(72)的一端连接，所述滑块(73)螺纹连接于所述螺杆(72)上，所述矩形移动梁(80)固定设于所述滑块(73)上。
7.根据权利要求6所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，所述往复运动机构包括主动链轮(81)、从动链轮(82)、传动链(83)、导向块(84)、矩形导向框(85)、主动齿轮(86)、传动齿轮(87)以及从动齿轮(88)，所述主动链轮(81)和所述从动链轮(82)转动设于所述矩形移动梁(80)两端，所述传动链(83)套于所述主动链轮(81)和所述从动链轮(82)上，所述导向块(84)铰接于所述传动链(83)上；所述花洒状喷头(63)通过限位块滑动设于所述矩形移动梁(80)的限位槽内，所述矩形导向框(85)固定设于所述限位块上；所述主动齿轮(86)和所述传动齿轮(87)同轴连接于所述矩形移动梁(80)的一端，所述安装架(10)的一侧设置有齿条(89)，所述主动齿轮(86)与所述齿条(89)啮合；所述从动齿轮(88)与所述主动链轮(81)同轴连接，所述从动齿轮(88)与所述传动齿轮(87)啮合。
8.根据权利要求1所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，所述模型箱(5)沿竖直方向上下分隔为饱和砂土模型层和水箱层，所述水箱层与所述砂土模型层之间通过数根管道连接。
9.根据权利要求8所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，所述模型箱(5)内两侧沿所述振动台(4)台面振动方向，设置有用于模拟边界条件的橡胶模(9)。
10.根据权利要求7所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，所述安装架(10)的两侧和中部固定设有安装板(101)，所述安装板(101)上螺纹连接有压杆(102)，所述压杆(102)的端部设有压片，所述压杆(102)通过在所述安装板(101)上转动来调节其与所述模型箱(5)的压紧度。
...【技术特征摘要】
1.一种砂土液化振动试验装置,其特征在于,包括控制仪(1)、数据采集器(2)、激振器(3)和振动台(4)，以及用于放置饱和砂土的模型箱(5)和用于制备饱和砂土的砂土制备装置(6)，所述激振器(3)与所述控制仪(1)电性连接，所述振动台(4)与所述激振器(3)电性连接；所述模型箱(5)安装于所述振动台(4)上，所述模型箱(5)内的饱和砂土中放置有用于数据采集的传感器，所述传感器与所述数据采集器(2)电性连接；所述模型箱(5)内饱和砂土上层设有承压板(7)。
2.根据权利要求1所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，所述传感器包括加速度传感器(21)、位移传感器(22)以及孔压传感器(23)，所述加速度传感器(21)和所述孔压传感器(23)布设于所述模型箱(5)内的饱和砂土中；所述位移传感器(22)布设于所述模型箱(5)其一外壁的中部和侧部。
3.根据权利要求2所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，所述砂土制备装置(6)包括储砂罐(61)、气泵(62)以及花洒状喷头(63)，所述花洒状喷头(63)上设有连接头，所述储砂罐(61)通过管路与所述连接头的侧端连接，所述气泵(62)通过导管与所述连接头的上端连接；所述花洒状喷头(63)用于向所述模型内。
4.根据权利要求1所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，还包括用于所述花洒状喷头(63)移动的花洒移动机构(8)；所述花洒移动机构(8)可拆卸设于所述模型箱(5)上，以将所述花洒状喷头(63)以“s”形移动轨迹对所述模型箱(5)内进行喷洒制备饱和砂土。
5.根据权利要求4所述的砂土液化振动试验装置，其特征在于，所述花洒移动机构(8)包括直线运动机构、矩形移动梁(80)以及往复运动机构，所述直线运动机构通过可拆卸的安装架(10)固定于所述模型箱(5)一侧，所述矩形移动梁(80)设于所述直线运动机构上，所述往复运动机构设于所述矩形移动梁(80)上，所述花洒状喷头(63)滑动设于所述矩形移动梁(80)上，并与所述往复运动机构活动连接，以使所述往复运动机构带动所述花洒状喷头(63)在所述矩形移动梁(8...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜娟，张一航，雷枭鹏，蒋幸飞，莫朝栋，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：
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