一种超重力场振动台加载装置制造方法及图纸

一种超重力场振动台加载装置，包括离心机系统转臂、支座、吊篮、离心机振动台和模型箱，所述模型箱放置在离心机振动台台面上并设置在离心机系统的吊篮中；所述模型箱上设有压力加载装置，所述压力加载装置包括气囊和压盖，所述气囊设在模型箱内，所述压盖覆盖模型箱口，并和模型箱壁固定连接。本发明专利技术可有效的拓展现有离心机振动台试验中研究地基土体的深度，为深入研究深部土体的动力特性提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种超重力场振动台加载装置
本专利技术涉及一种超重力场振动台加载装置，属于试验装置
。该振动台加载装置不仅可以模拟建筑物(构筑物)的基底压力，也可以模拟深厚覆盖层上作用的上覆土体自重应力。应用于离心机振动台试验，不增加模型本身的重量，可在现有设备技术条件基础上，有效增加离心机振动台研究土层的深度，为进一步研究深部土体动力响应特征试验提供重要的技术支撑。
技术介绍
原位试验的场地条件完全真实，其试验结果相对可靠，但对于爆破、污染物扩散、地震破坏等问题，由于所处环境介质复杂、多相多场相互作用强烈、时空跨度大，进行现场全过程监测难度较大。相比之下，缩尺模型试验在揭示这些过程的机理、验证科学理论和解决工程技术问题时，更为灵活有效。 岩土工程抗震研究领域得到广泛应用的振动台模型试验有两类:普通振动台试验(常规重力场)和离心机振动台试验(超重力场)。离心机振动台可近似模拟实际地震输入，并直接量测地震在土工结构中造成的影响，是目前研究土体和结构地震响应特性的重要试验手段。研究内容已涉及地基与基础的静动力响应分析、建筑液化震陷、堤坝和边坡的变形及稳定性评价、地下结构地震破坏与上浮、土一结构相互作用、土工构筑物地震反应、土体液化等诸多方面，取得了丰硕的科研成果。 现有的离心机振动台试验受设备性能限制，研究土层深度比较有限，一般只能模拟实际土层20m左右，模型尺寸受离心机容量和离心机振动台工作条件限制。离心机振动台试验时，离心机要负担振动台本身的重量和模型的重量，使得允许的模型总重受到一定限制；离心机振动台在高重力场下运行，其本身的最大负荷也限制了模型的重量。本专利技术可在不增加模型重量的前提下，通过气囊加载的方式，在研究土体表层施加上覆结构重量或上覆土体自重，研究下部一定埋深土体的动力响应特性，大大拓展了离心机振动台试验研究土层的深度。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种超重力场振动台加载装置，用于超重力场振动台模型试验中实现土体上覆荷载的施加，使得模型土体与原型土体的应力水平相匹配，从而实现一定应力水平下的地基土体或土一结构相互作用体系的振动台试验。 实现本专利技术目的的技术方案是:一种超重力场振动台加载装置，包括离心机系统转臂、支座、吊篮、离心机振动台和模型箱，所述模型箱放置在离心机振动台台面上并设置在离心机系统的吊篮中；所述模型箱上设有压力加载装置，所述压力加载装置包括气囊和压盖，所述气囊设在模型箱内，所述压盖覆盖模型箱口，并和模型箱壁固定连接。 作为本专利技术的进一步改进，所述气囊和气源连接。所述气源可选用机载高压气瓶。 作为本专利技术的进一步改进，所述气囊通过旋转接头和外接气源连接。 作为本专利技术的进一步改进，所述模型箱内还设有水平延伸的上、下保护层，所述气囊设在上、下保护层之间的空间内。 作为本专利技术的进一步改进，所述气源设有压力表和调压阀，通过调压阀装置精确控制气囊压力的大小和加载速率。 作为本专利技术的进一步改进，所述压盖和模型箱之间采用螺栓连接。 本专利技术的有益效果如下:①设备结构简单。该装置可通过专业加工，实现与现有试验模型箱的配套使用；②气压加载。试验土样不仅受荷均匀，而且对于土样上覆压力较大的工况，可以减少因实物加载带来的麻烦，进而避免因加载自重对试验结果的影响；③加载方式简单灵活。根据试验模型和条件，可选用机载高压气瓶或通过离心机液气旋转接头连接外接气源等作为加载气源，通过调压阀装置可精确控制气囊压力的大小和加载速率，确保土样内部压力均匀传递，并可根据试验要求随时改变气囊内部压力大小；④该设备也可作为试验制样过程中的固结设备。通过控制气囊压力的大小及加载速率，使土样完成有效固结。 该振动台试验上覆压力加载装置可达到以下技术指标: (1)压力范围:(T300kPa;(2)模型土样尺寸:可根据试验要求，加工制作配套的气囊尺寸；(3)模拟土体深度:设备可模拟(T50m埋深土体的上覆压力。 本专利技术可有效的拓展现有离心机振动台试验中研究地基土体的深度，为深入研究深部土体的动力特性提供技术支撑。 【附图说明】 图1为本专利技术实施例1的结构示意图；图2为本专利技术实施例1压力加载装置的剖面示意图；图3为本专利技术实施例1中压盖及模型箱的受力示意图。 【具体实施方式】 下面结合实施例和附图做进一步说明。 如图1所示，一种超重力场振动台加载装置100，包括离心机系统转臂21、支座22、吊篮23、配重块24、离心机振动台25和模型箱1，模型箱I放置在离心机振动台25台面上，并放置在吊篮23中，模型箱I上设有压力加载装置30。 如图2所示，模型箱I内设有压力加载装置30，压力加载装置30由气囊2、气源3和压盖4组成，模型箱I内还设有水平延伸的上保护层8a和下保护层Sb，气囊2设在上保护层8a和下保护层Sb围成的空间内，并通过旋转接头和外接气源连接管线5和气源3连接，压盖4覆盖模型箱口 11，并和模型箱壁12固定连接。 气源3带有调压阀6和压力表7，气源3通过调压阀6将气体供入气囊2，气囊2结合压盖4将气压施加到模型箱I内的试验土样9的表面。气囊2压力的大小及施加速度通过调压阀6进行控制，以满足试验要求。 压盖4与模型箱I之间采用螺栓20联接成整体，气囊2通过压盖4在气囊压力与模型箱内力之间建立平衡，使得气囊压力可有效的传递到试验土样内部。压盖4及模型箱I的受力示意图见附图3所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超重力场振动台加载装置，包括离心机系统转臂、支座、吊篮、离心机振动台和模型箱，所述模型箱放置在离心机振动台台面上并设置在离心机系统的吊篮中；其特征是，所述模型箱上设有压力加载装置，所述压力加载装置包括气囊和压盖，所述气囊设在模型箱内，所述压盖覆盖模型箱口，并和模型箱壁固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种超重力场振动台加载装置，包括离心机系统转臂、支座、吊篮、离心机振动台和模型箱，所述模型箱放置在离心机振动台台面上并设置在离心机系统的吊篮中；其特征是，所述模型箱上设有压力加载装置，所述压力加载装置包括气囊和压盖，所述气囊设在模型箱内，所述压盖覆盖模型箱口，并和模型箱壁固定连接。2.根据权利要求1所述的超重力场振动台加载装置，其特征是，所述气囊和外接气源连接。3.根据权利要求1所述的超重力场振动台加载装置，其特征是，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世殊，蔡正银，武颖利，胡金山，周燕国，谢洪毅，徐光明，曲海珠，黄锦舒，马金根，谭晓明，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51