一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于砂土路堤結(jié)構(gòu)抗震性能領(lǐng)域，具體涉及一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱。為了提供一種能夠進(jìn)行風(fēng)積沙的相關(guān)動(dòng)力特性的測(cè)定以及風(fēng)積沙在地震荷載下的動(dòng)力響應(yīng)的試驗(yàn)的裝置，本實(shí)用新型包括模型箱底座，以及設(shè)置在模型箱底座上采用三面封閉一面開口式的若干層單層模型箱和頂層模型箱，模型箱底座設(shè)置有若干固定機(jī)械臂的傳感器安裝架支座，機(jī)械臂的末端設(shè)置有傳感器，機(jī)械臂的可拆卸式設(shè)計(jì)，使模型邊坡在制作過程中更加方便，傳感器安裝更加快捷，試驗(yàn)現(xiàn)象更加容易觀測(cè)，同時(shí)節(jié)省模型箱制作成本，增加振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)效率。
【專利說明】
一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于砂土路堤結(jié)構(gòu)抗震性能領(lǐng)域，具體涉及一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱。

【背景技術(shù)】
[0002]由于我國(guó)板塊和斷層活躍，決定了我國(guó)是個(gè)經(jīng)常發(fā)生地震的國(guó)家。20世紀(jì)以來全球發(fā)生的震級(jí)大于7級(jí)的地震中，其中發(fā)生在我國(guó)的大約占到了 35%，這其中還包括了 11次特大級(jí)地震。雖然發(fā)生地震屬于低概率事件，特別是7級(jí)以上地震百年難得一遇，但其一旦發(fā)生，給社會(huì)和人民所造成的破壞卻是災(zāi)難性的，造成的生命和財(cái)產(chǎn)損失也是無法彌補(bǔ)的。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2008年“5.12紋川地震”中嚴(yán)重受災(zāi)地區(qū)主要分布在斷裂帶附近，涉及的面積達(dá)10萬平方公里，根據(jù)官方統(tǒng)計(jì)，這次地震造成69225人遇難，374640人受傷，18624人失蹤，累計(jì)受災(zāi)人數(shù)4624萬人。對(duì)于場(chǎng)地地表上的各類基礎(chǔ)設(shè)施或建筑結(jié)構(gòu)而言，地震的發(fā)生往往會(huì)給該區(qū)域造成大面積破壞和損毀，導(dǎo)致交通中斷和建筑倒塌或破壞，例如漢川地震中大量的通往重災(zāi)區(qū)的交通損毀，這不僅在抗震救災(zāi)中因交通原因?qū)е戮葹?zāi)延誤，降低了更多生命存活的幾率，同時(shí)也給人民的生活帶來極大不便，也導(dǎo)致了國(guó)家經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的巨大損失。
[0003]在我國(guó)的內(nèi)蒙、陜西、新疆、甘肅、寧夏及青海等省區(qū)有著很大的沙漠分布面積。該地區(qū)礦產(chǎn)及能源儲(chǔ)藏量大，戰(zhàn)略位置重要，是西部大開發(fā)的主戰(zhàn)場(chǎng)。各地沙漠的形成環(huán)境、氣候及風(fēng)沙條件有差異，地質(zhì)、風(fēng)積沙特性以及地表植被狀況也有較大差別。“十五”期間及后期，我國(guó)將在沙漠地區(qū)修建的不同等級(jí)公路里程數(shù)以萬計(jì)。但目前，在沙漠公路建設(shè)方面，開展的研究工作尚不深入，存在一系列問題，例如風(fēng)積沙的相關(guān)動(dòng)力特性的測(cè)定以及風(fēng)積沙在地震荷載下的動(dòng)力響應(yīng)的試驗(yàn)方法及工具。如何確保沙漠公路建設(shè)質(zhì)量，降低造價(jià)，最大限度地保持和進(jìn)一步改善沙漠環(huán)境，并且充分抵抗地震所帶來的破壞，一直是當(dāng)前公路交通部門面臨的重大技術(shù)課題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，能夠進(jìn)行風(fēng)積沙的相關(guān)動(dòng)力特性的測(cè)定以及風(fēng)積沙在地震荷載下的動(dòng)力響應(yīng)的試驗(yàn)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，包括模型箱底座，以及設(shè)置在模型箱底座上的若干層單層模型箱，單層模型箱頂部同向設(shè)置有頂層模型箱；
[0006]所述模型箱底座為矩形結(jié)構(gòu)，矩形結(jié)構(gòu)的一條邊上設(shè)置有若干固定機(jī)械臂的傳感器安裝架支座，機(jī)械臂的末端設(shè)置有傳感器；
[0007]所述單層模型箱為三面封閉一面開口的矩形帯槽方鋼板，單層模型箱的三個(gè)邊上均設(shè)置有若干滾珠，相鄰層的單層模型箱通過滾珠連接，且開口段指向傳感器安裝架支架方向；
[0008]所述頂層模型箱為三面封閉一面開口的矩形結(jié)構(gòu)，并在三個(gè)邊上均設(shè)置有固定薄鋼板。
[0009]所述模型箱底座上開設(shè)有將其固定在振動(dòng)臺(tái)底座上的圓形或U型口。
[0010]所述單層模型箱與開口相對(duì)的一邊的外側(cè)設(shè)置有若干側(cè)限板，其他兩個(gè)邊上設(shè)置有若干豎向約束板。
[0011]所述豎向約束板為四個(gè)，側(cè)限板為兩個(gè)。
[0012]所述頂層模型箱上設(shè)置有與單層模型箱的豎向約束板和側(cè)限板相對(duì)應(yīng)的豎向約束板和側(cè)限板。
[0013]所述機(jī)械臂包括相互連接的條形方鋼，條形方鋼采用Φ 1mm螺栓固定。
[0014]所述模型箱底座上設(shè)置有傳感器安裝架支座的一邊的內(nèi)側(cè)開設(shè)有用于設(shè)置邊坡護(hù)板的邊坡護(hù)板支座。
[0015]所述邊坡護(hù)板為矩形的輕質(zhì)復(fù)合木板，中間設(shè)置有兩跟方木作為骨架，邊坡護(hù)板下部邊緣設(shè)置有鐵皮包邊，四個(gè)角設(shè)置有鐵質(zhì)護(hù)角。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，采用三面封閉一面開口式的設(shè)計(jì)，邊坡所對(duì)的一側(cè)箱體敞開，使模型邊坡制作過程中更加方便，傳感器安裝更加快捷，試驗(yàn)現(xiàn)象更加容易觀測(cè)，同時(shí)節(jié)省模型箱制作成本，增加振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)效率，傳感器支架能夠180度范圍內(nèi)通過機(jī)械臂進(jìn)行任意組合，使傳感器的安裝更加快捷方便，提高了安裝及測(cè)量的精度。
[0017]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型設(shè)置有側(cè)限板和豎向約束板，實(shí)現(xiàn)單層模型箱各層結(jié)構(gòu)帶約束的滑動(dòng)連接。
[0018]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型設(shè)置有邊坡護(hù)板，一方面能夠通過調(diào)節(jié)護(hù)板角度，來輔助邊坡角度定位，同時(shí)對(duì)土體沿著邊坡平行及垂直方向都有約束力，輔助邊坡成型；另一方面在模型箱及模型路堤運(yùn)輸?shù)跹b過程中防止邊坡因受外界物體的撞擊、劃傷，同時(shí)也防止由于其他外力對(duì)邊坡產(chǎn)生損害而影響試驗(yàn)正常進(jìn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的模型箱底座示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型單層模型箱的俯視圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型頂層模型箱的俯視圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型傳感器支架的示意圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型邊坡護(hù)板的示意圖；
[0024]圖6為本實(shí)用新型邊坡護(hù)板安裝后的示意圖；
[0025]圖7為本實(shí)用新型一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱的正視圖；
[0026]圖8為本實(shí)用新型吊裝梁的示意圖；
[0027]圖9為本實(shí)用新型吊梁固定桿的示意圖；
[0028]圖10本實(shí)用新型吊裝框架梁的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0030]參見圖1至圖7，本實(shí)用新型一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，包括模型箱底座1，以及設(shè)置在模型箱底座I上的若干層單層模型箱，單層模型箱頂部同向設(shè)置有頂層模型箱；模型箱底座I為矩形結(jié)構(gòu)，并開設(shè)有將其通過Φ18πιπι的固定螺栓固定在振動(dòng)臺(tái)底座上的圓形或U型口，矩形結(jié)構(gòu)的一條邊上設(shè)置有若干固定機(jī)械臂9的傳感器安裝架支座2，設(shè)置有傳感器安裝架支座2的一邊的內(nèi)側(cè)開設(shè)有用于設(shè)置邊坡護(hù)板14的邊坡護(hù)板支座3 ;單層模型箱為三面封閉一面開口的矩形帯槽方鋼板4，單層模型箱的三個(gè)邊上均設(shè)置有若干滾珠，與開口相對(duì)的一邊的外側(cè)設(shè)置有兩個(gè)側(cè)限板7，其他兩個(gè)邊上設(shè)置有四個(gè)豎向約束板6 ;頂層模型箱為三面封閉一面開口的矩形結(jié)構(gòu)，并設(shè)置有與單層模型箱的豎向約束板6和側(cè)限板7相對(duì)應(yīng)的豎向約束板6和側(cè)限板7，頂層模型箱的三個(gè)邊上均設(shè)置有固定薄鋼板8 ;機(jī)械臂9包括若干相互連接并通過Φ 1mm螺栓固定的條形方鋼，以及在條形方鋼末端設(shè)置的傳感器10 ;相鄰層的單層模型箱通過滾珠5連接，且開口段指向傳感器安裝架支座2方向；邊坡護(hù)板14為矩形的輕質(zhì)復(fù)合木板，中間設(shè)置有兩跟方木13作為骨架，邊坡護(hù)板14下部邊緣設(shè)置有鐵皮包邊11，四個(gè)角設(shè)置有鐵質(zhì)護(hù)角12。
[0031]傳感器支架由22根機(jī)械臂9組成，機(jī)械臂由條型方鋼板及Φ 1mm螺栓組成，具體尺寸為:800_X30_X3mm (長(zhǎng)X寬X厚)的6根，400 X 10 X 3 (長(zhǎng)X寬X厚)的8根，200X40X3(長(zhǎng)X寬X厚)的8跟。機(jī)械臂9上開有12mm寬的條型孔。
[0032]邊坡護(hù)板14具體尺寸:1600mmX 1450mm (長(zhǎng)X寬)，材料為7mm厚的輕質(zhì)復(fù)合型木板，中間有2根1500mmX40mmX40mm(長(zhǎng)X寬X高)方木13作骨架，連接方式為膠結(jié)；木板下部邊緣用Imm鐵皮11包邊處理，四個(gè)角安裝有鐵制護(hù)角12。
[0033]參見圖8、圖9和圖10，單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱制作完成后，模型及模型箱重量在3噸左右，這樣在運(yùn)輸移動(dòng)過程中肯定會(huì)采用吊裝的方式，為防止模型箱在吊裝過程中變形，吊裝框架包括平行設(shè)置的兩片能夠與單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱配合的U型吊裝梁15，U型吊裝梁15底部為彎曲結(jié)構(gòu)17，能夠在吊裝過程中支撐單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，兩片U型吊裝梁15間設(shè)置有三根吊梁固定桿16，吊梁固定桿16兩頭設(shè)置有長(zhǎng)度為50mm的螺紋，U型吊裝梁15由型號(hào)為50mmX 32mmX4.4mm(高X腿寬X腰厚)的槽鋼焊接而成，每片吊裝梁15上開有3個(gè)ΦΙΟπιπι的圓孔；吊梁固定桿16直徑為8mm，長(zhǎng)為1100mm，其作用是使兩片吊裝梁保持相對(duì)位置。
【權(quán)利要求】
1.一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，其特征在于:包括模型箱底座(1)，以及設(shè)置在模型箱底座(I)上的若干層單層模型箱，單層模型箱頂部同向設(shè)置有頂層模型箱； 所述模型箱底座(I)為矩形結(jié)構(gòu)，矩形結(jié)構(gòu)的一條邊上設(shè)置有若干固定機(jī)械臂(9)的傳感器安裝架支座(2)，機(jī)械臂的末端設(shè)置有傳感器(10)； 所述單層模型箱為三面封閉一面開口的矩形帯槽方鋼板(4)，單層模型箱的三個(gè)邊上均設(shè)置有若干滾珠(5)，相鄰層的單層模型箱通過滾珠(5)連接，且開口段指向傳感器安裝架支架⑵方向； 所述頂層模型箱為三面封閉一面開口的矩形結(jié)構(gòu)，并在三個(gè)邊上均設(shè)置有固定薄鋼板⑶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，其特征在于:所述模型箱底座(I)上開設(shè)有將其固定在振動(dòng)臺(tái)底座上的圓形或U型口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，其特征在于:所述單層模型箱與開口相對(duì)的一邊的外側(cè)設(shè)置有若干側(cè)限板(7)，其他兩個(gè)邊上設(shè)置有若干豎向約束板(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，其特征在于:所述豎向約束板(6)為四個(gè)，側(cè)限板(7)為兩個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，其特征在于:所述頂層模型箱上設(shè)置有與單層模型箱的豎向約束板(6)和側(cè)限板(7)相對(duì)應(yīng)的豎向約束板(6)和側(cè)限板(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，其特征在于:所述機(jī)械臂(9)包括相互連接的條形方鋼，條形方鋼采用Φ 1mm螺栓固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，其特征在于:所述模型箱底座(I)上設(shè)置有傳感器安裝架支座(2)的一邊的內(nèi)側(cè)開設(shè)有用于設(shè)置邊坡護(hù)板(14)的邊坡護(hù)板支座(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種單向式數(shù)字地震模擬振動(dòng)臺(tái)專用土箱，其特征在于:所述邊坡護(hù)板(14)為矩形的輕質(zhì)復(fù)合木板，中間設(shè)置有兩根方木(13)作為骨架，邊坡護(hù)板(14)下部邊緣設(shè)置有鐵皮包邊(11)，四個(gè)角設(shè)置有鐵質(zhì)護(hù)角(12)。
【文檔編號(hào)】G01M9/06GK203940976SQ201420283463
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】周志軍, 時(shí)紹波, 徐冠軍, 王毅, 韓進(jìn)明, 趙偉, 孫永勝 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)