本發(fā)明涉及土-結(jié)動(dòng)力相互作用實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種大型土-結(jié)相互作用試驗(yàn)箱。

背景技術(shù)：

在抗震試驗(yàn)中，必須設(shè)計(jì)一個(gè)容器來盛放土體使其保持一定的形狀。由于原型土在地震作用下近似做剪切變形，理想的土體容器應(yīng)該滿足以下條件：既能正確模擬土體的邊界條件，又能正確模擬土體的剪切變形。事實(shí)上，土箱邊界對(duì)土體變形的限制、以及波的發(fā)射和散射都會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響，即所謂的“模型箱效應(yīng)”。而現(xiàn)有試驗(yàn)箱在制作完成后就不能改變其剛度，這就降低了試驗(yàn)箱在減小邊界效應(yīng)上的靈活性和適用性。因此，如何減小土箱邊界的波動(dòng)反射就成了試驗(yàn)的關(guān)鍵和難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種大型土-結(jié)相互作用試驗(yàn)箱，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的試驗(yàn)箱在制作完成后就不能改變其剛度的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種大型土-結(jié)相互作用試驗(yàn)箱，包括底座，所述底座上設(shè)置有箱體，所述箱體包括若干層層疊設(shè)置的體框段，若干層所述體框段的頂端設(shè)置有一頂框段；

所述體框段為由一對(duì)相對(duì)的橫梁和一對(duì)相對(duì)的縱梁依次連接圍繞成的框體；所述體框段的橫梁上方設(shè)置有滾動(dòng)板，所述滾動(dòng)板上設(shè)有可在滾動(dòng)板上往復(fù)滾動(dòng)的滾珠；

所述頂框段為由一對(duì)相對(duì)的橫梁和一對(duì)相對(duì)的縱梁依次連接圍繞成的框體；

所述箱體與所述底座形成容納腔，所述容納腔的內(nèi)壁襯有防漏層；

所述縱梁的外表面設(shè)置有加強(qiáng)條，所述加強(qiáng)條上設(shè)置有若干螺孔；所述縱梁的外側(cè)設(shè)置有豎直設(shè)置的圓鋼桿，所述圓鋼桿由固定條和螺栓螺合于所述螺孔內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述橫梁和縱梁為方形鋼管。

進(jìn)一步地，所述滾動(dòng)板具有截面為三角形的凹槽，所述滾珠設(shè)于所述凹槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，每個(gè)所述縱梁上的若干螺孔均勻排成一列；相鄰兩個(gè)所述縱梁上的螺孔等間距交替排列。

進(jìn)一步地，所述固定條的中部壓合在所述圓鋼桿上，所述固定條的兩端由螺栓螺合在所述螺孔內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述圓鋼桿的直徑為25mm。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明采用疊層設(shè)置，疊層框段之間通過滾珠實(shí)現(xiàn)相對(duì)位移；在箱體側(cè)面布置圓鋼桿，圓鋼桿可拆卸并可以靈活改變安放位置，則可以通過選擇不同數(shù)量、直徑的圓鋼桿及安放位置來實(shí)現(xiàn)改變箱體剛度的目的。由于圓鋼桿在水平面內(nèi)任意方向剛度相同，因此它可以為箱體提供在水平面內(nèi)任意方向都相同的剛度。本發(fā)明既能完全保留試驗(yàn)箱的原有功能，又能靈活地改變箱體剛度來更好地解決箱體邊界效應(yīng)的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中實(shí)施例的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是滾動(dòng)板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是滾動(dòng)板和滾珠的側(cè)向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

1、底座；2、體框段；3、頂框段；4、橫梁；5、縱梁；6、滾動(dòng)板；7、滾珠；8、圓鋼桿；9、固定條；10、加強(qiáng)條；11、螺孔；12、螺栓；13、吊環(huán)；14、凹槽。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1-圖5所示，本實(shí)施例中的大型土-結(jié)相互作用試驗(yàn)箱，包括底座1，為了增加底座1強(qiáng)度，防止在吊裝過程中出現(xiàn)危險(xiǎn)情況，可以在底座1設(shè)置加強(qiáng)梁；所述底座1上設(shè)置有箱體，所述箱體包括若干層層疊設(shè)置的體框段2，若干層所述體框段2的頂端設(shè)置有一頂框段3。

其中，所述體框段2為由一對(duì)相對(duì)的橫梁4和一對(duì)相對(duì)的縱梁5依次連接圍繞成的框體；參見圖3-圖5，所述體框段2的橫梁4上方設(shè)置有滾動(dòng)板6，所述滾動(dòng)板6上設(shè)有可在滾動(dòng)板6上往復(fù)滾動(dòng)的滾珠7。本實(shí)施例中，每個(gè)體框段2的橫梁4上方設(shè)置有兩個(gè)滾動(dòng)板6，滾動(dòng)板6為200mm×80mm×10mm的不銹鋼墊板，所述滾動(dòng)板6具有截面為三角形的凹槽14，所述滾珠7設(shè)于所述凹槽14內(nèi)。

其中，所述頂框段3為由一對(duì)相對(duì)的橫梁4和一對(duì)相對(duì)的縱梁5依次連接圍繞成的框體。本實(shí)施例中，形成體框段2和頂框段3的橫梁4和縱梁5為方形鋼管，方形鋼管的截面尺寸為100mm×100mm，壁厚3mm。

所述箱體與所述底座1形成容納腔，所述容納腔的內(nèi)壁襯有防漏層(圖中未示出)，本實(shí)施例中防漏層為2mm厚的橡膠墊，以防止試驗(yàn)箱內(nèi)的土和水漏出。

參見圖2，所述縱梁5的外表面設(shè)置有加強(qiáng)條10，所述加強(qiáng)條10上設(shè)置有若干螺孔11；所述縱梁5的外側(cè)設(shè)置有豎直設(shè)置的圓鋼桿8，所述圓鋼桿8由固定條9和螺栓12螺合于所述螺孔11內(nèi)。本實(shí)施例中，每個(gè)所述縱梁5上的若干螺孔11均勻排成一列；相鄰兩個(gè)所述縱梁5上的螺孔11等間距交替排列。所述固定條9的中部壓合在所述圓鋼桿8上，所述固定條9的兩端由螺栓12螺合在所述螺孔11內(nèi)。本實(shí)施例中，圓鋼桿8的直徑為25mm，各縱梁5間隔交替與同一根圓鋼桿8連接，相鄰的圓鋼桿8分別與不同的縱梁5連接。

本實(shí)施例工作時(shí)，通過安裝螺栓將試驗(yàn)箱的底座1固定在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上即可，在振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)作用下，各框段之間可在滾珠7的滾動(dòng)作用下產(chǎn)生相對(duì)位移，滿足實(shí)驗(yàn)需要。為了方便試驗(yàn)箱的搬運(yùn)，在底座1上設(shè)置吊環(huán)13，用于吊裝搬運(yùn)。

本實(shí)施例采用疊層設(shè)置，疊層框段之間通過滾珠7實(shí)現(xiàn)相對(duì)位移；在箱體側(cè)面布置圓鋼桿8，圓鋼桿8可拆卸并可以靈活改變安放位置，則可以通過選擇不同數(shù)量、直徑的圓鋼桿8及安放位置來實(shí)現(xiàn)改變箱體剛度的目的。由于圓鋼桿8在水平面內(nèi)任意方向剛度相同，因此它可以為箱體提供在水平面內(nèi)任意方向都相同的剛度。本實(shí)施例既能完全保留試驗(yàn)箱的原有功能，又能靈活地改變箱體剛度來更好地解決箱體邊界效應(yīng)的問題。

本實(shí)施例通過改變?cè)谙潴w側(cè)面布置的圓鋼桿8數(shù)量或直徑來達(dá)到改變剛度的目的。在進(jìn)行離心機(jī)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)時(shí)，目前最先進(jìn)的疊層試驗(yàn)箱是在進(jìn)行不同試驗(yàn)時(shí)定制不同的橡膠墊來與箱體中的土體匹配，以減小箱體的邊界效應(yīng)。而定制這樣一個(gè)橡膠墊的成本是每個(gè)幾萬元甚至十幾萬元，而本實(shí)施例在改變箱體剛度時(shí)使用的是圓鋼桿8，可以采用鋼筋，成本在一千元左右，極大的降低了制作試驗(yàn)箱的成本，同時(shí)又提高了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

過去的土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)由于受到裝土的箱體性質(zhì)的限制，只能進(jìn)行一個(gè)水平向或一個(gè)水平向+豎直向的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究，這就使研究成果的適用性受到了極大的限制。而本實(shí)施例由于在箱體側(cè)面采用圓鋼桿8來為箱體提供剛度，這使得箱體在不同的平動(dòng)方向上都具有相近的剛度，因此，這就使本試驗(yàn)箱滿足了進(jìn)行三維土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的要求。這使振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)可以進(jìn)行更多的、范圍更廣的土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用研究，使研究成果能夠解決更精確的反應(yīng)土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用原理。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。