土体水平向大位移测试装置属于土木工程技术领域。其特征在于：包括叠层剪切模型箱(1)、位移测试系统(3)，所述位移测试系统(3)包括位移记录书写台(4)、位移传送装置(5)、模型箱和位移量测系统连接装置(6)；其中，所述位移传送装置(5)与叠层剪切模型箱(1)固定连接，与位移记录书写台(4)活动连接；位移记录书写台(4)通过模型箱和位移量测系统连接装置(6)与叠层剪切模型箱(1)固定连接；该装置克服了模型试验中接触式位移传感器安装困难和非接触式位移传感器对成像技术要求高以及需要后期数据处理的问题，简单，可靠性高，易于实施。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于土木工程
，涉及一种叠层剪切型模型土箱应用于地下结构振动台试验时土体水平向大位移测试装置。
技术介绍
大规模的轨道交通建设，使地铁车站结构不可避免穿越可液化土层。20世纪80年代以来，通过一系列震害调查认为地震中的房屋、桥梁、堤坝、地下结构等大量结构物严重破坏的主要原因是土体液化引起的侧向大位移，只有当液化引起的变形足以危害建筑物安全或正常使用时才造成危害，因此液化问题研究的核心是变形发展过程。地面大位移对结构的破坏这一课题的研究在世界岩土抗震工程领域逐渐引起了广泛重视。从国内外抗震设计方法的发展可以看出，地下结构的抗震设计指导思想，也已从传统的强度判别逐步发展到变形控制的设计原则(反应位移法)，土体变形分析越来越受到重视。试验中应力值的大多数量测方法从实质上讲都是量测变形值，且变形的测量比应力的测量更加直观，根据材料的本构关系很容易地利用应变分布推出应力分布，因此变形测量在模型试验中居于十分重要的位置。但由于测量技术的相对滞后，在土的动力试验中，尤其是在地下结构的大型振动台试验中，土的位移的测试一直是亟待解决的问题。接触式测量，需要将测试仪器固定或贴紧在所测结构表面，这给实际应用带来许多安装困难，如目前常用的拉线式位移计等；非接触性位移测试技术作为一类新的位移测试方法，与常规物理或机械式位移测试方法相比，具有测试精度高并可以有效消除由于接触而产生的位移测试误差等优点，但是存在测试点位置及测试量程受限等缺点，如激光位移测试技术。近年来学者开展了采用光学相机采集的照片、动态视频结合后期图像处理的全局化、自动化位移测试技术的研究，这种方法对摄影技术要求较高，对后期处理技术也有一定的要求，当考虑较大位移时受限。现有研究表明:叠层剪切型模型土箱可以有效减少对土体剪切变形的约束，箱体各层方刚管的水平位移近似代表了所在土层的水平位移。因此，可以通过获取箱体各层方钢管的水平位移来近似反应土体的变形。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可靠性高，位移测试可视化的叠层剪切型模型土箱应用于地下结构振动台试验时土体水平向大位移测试方法和装置。克服上述的不足，解决振动条件下土体剪切大变形的测量问题。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种叠层剪切模型箱和位移测试系统，包括叠层剪切模型箱1、位移测试系统3，所述位移测试系统3还包括位移记录书写台4、位移传送装置5、模型箱和位移量测系统连接装置6；其中，所述位移传送装置5与叠层剪切模型箱1固定连接，与位移记录书写台4活动连接；位移记录书写台4和叠层剪切模型箱1通过模型箱和位移量测系统连接装置6通过叠层剪切箱方形钢管柱2和方形钢管横柱7固定连接。所述位移量测系统装置3包括位移记录书写台4、位移传送装置5、模型箱和位移量测系统连接装置6。其中，位移传送装置5上位移传送条16一端固定在叠层剪切箱方型钢管柱2上，另一端位移记录笔17与位移记录书写台4上的位移记录板14接触，位移记录书写台4通过书写台固定板8固定在模型箱和位移量测系统连接装置6上，模型箱和位移量测系统连接装置6底部与最底端叠层剪切箱方形钢管柱2相连，顶部和方形钢管横柱7相连。所述位移记录书写台4包括书写台固定板8、可调速电机9、电机安装板10、纸带传送上滚轴11、纸带传送下滚轴12、预调节输送旋钮13、位移记录板14、纸带抚平镇压管15。书写板14为位移计录笔17书写区域，上面放置可书写纸带，可调速电机9带动纸带传送上滚轴11和纸带传送下滚轴12运动，通过摩擦带动纸带的匀速运动，抚平镇压管15保证纸带的平整。本技术的有益效果在于：该装置克服了模型试验中接触式位移传感器安装困难和非接触式位移传感器对成像技术要求高以及需要后期数据处理的问题，通过获取箱体各层方钢管的水平位移来近似反应土体的变形，更直观地记录振动台试验中土体位移的实际动态变化，具有结构简单，可靠性高，易于实施和围护的特点，可望在其他类似试验中得以应用。附图说明图1是本技术一种叠层剪切模型箱和位移测试系统整体装配示意图；图2是本技术一种位移测试系统整体示意图；图3是本技术一种位移记录书写台示意图；图4是本技术一种位移传送书写笔示意图；图5是本技术实施例结果图；附图标记：1叠层剪切箱2叠层剪切箱方型钢管柱3位移测试系统4位移记录书写台5位移传送装置6模型箱和位移量测系统连接装置7方形钢管横柱8书写台固定板9可调速电机10电机安装板11纸带传送上滚轴12纸带传送下滚轴13预调节输送旋钮14位移记录板15纸带抚平镇压管16位移传送条17位移记录笔具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术进行进一步描述。如图1-4所示，叠层剪切型模型土箱应用于地下结构振动台试验时土体水平向大位移测试装置，包括叠层剪切形模型箱1和位移测量系统装置3。叠层剪切形模型箱1在此专利技术中用到的部位包括方形钢管柱2和方形钢管横柱7。如图1、图2和图4所示，位移量测系统装置3包括位移记录书写台4、位移传送装置5、模型箱和位移量测系统连接装置6。其中，位移传送装置5上位移传送条16一端固定在叠层剪切箱方型钢管柱2上，另一端位移记录笔17与位移记录书写台4上的位移记录板14接触，位移记录书写台4通过书写台固定板8固定在模型箱和位移量测系统连接装置6上，模型箱和位移量测系统连接装置6底部与最底端叠层剪切箱方形钢管柱2相连，顶部和方形钢管横柱7相连。如图1和图3所示，位移记录书写台4包括书写台固定板8、可调速电机9、电机安装板10、纸带传送上滚轴11、纸带传送下滚轴12、预调节输送旋钮13、位移记录板14、纸带抚平镇压管15。书写板14为位移计录笔17书写区域，上面放置可书写纸带，可调速电机9带动纸带传送上滚轴11和纸带传送下滚轴12运动，通过摩擦带动纸带的匀速运动，抚平镇压管15保证纸带的平整。该装置克服了模型试验中接触式位移传感器安装困难和非接触式位移传感器对成像技术要求高以及需要后期数据处理的问题，更直观地记录振动台试验中土体位移的实际动态变化，具有结构简单，可靠性高，易于实施和围护的特点，可望在其他类似试验中得以应用。在正弦波作用下，采用本说明中位移测试方法测得的叠层剪切型模型土箱某层方钢管的水平位移，与采用非接触式位移测试方法测得箱体同一位置处的位移，只是大小上存在略微差别，位移变化趋势基本相似，说明自行研发的位移测试方法具有较好的测试效果，同时克服了拉线式位移计固定困难及非接触式位移计测试量程受限的问题，可以用于地下结构振动台试验时土体水平向大位移测试。最后所应该说明的是，以上实施例仅用以说明本技术技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替代，而不脱离本技术技术方案的精神和范围，其均应涵盖在专利技术权利要求范围中。本文档来自技高网...
【技术保护点】
土体水平向大位移测试装置，其特征在于：包括叠层剪切模型箱(1)、位移测试系统(3)，所述位移测试系统(3)包括位移记录书写台(4)、位移传送装置(5)、模型箱和位移量测系统连接装置(6)；其中，所述位移传送装置(5)与叠层剪切模型箱(1)固定连接，与位移记录书写台(4)活动连接；位移记录书写台(4)通过模型箱和位移量测系统连接装置(6)与叠层剪切模型箱(1)固定连接；所述位移传送装置(5)上位移传送条(16)一端固定在叠层剪切箱每一层的方型钢管柱(2)上，另一端设有位移记录笔(17)；位移记录笔(17)与位移记录书写台(4)上的位移记录板(14)接触，位移记录书写台(4)通过书写台固定板(8)固定在模型箱和位移量测系统连接装置(6)上，模型箱和位移量测系统连接装置(6)底部与最底端叠层剪切箱方形钢管柱(2)相连，顶部和方形钢管横柱(7)相连；所述位移记录书写台(4)包括书写台固定板(8)、可调速电机(9)、电机安装板(10)、纸带传送上滚轴(11)、纸带传送下滚轴(12)、预调节输送旋钮(13)、位移记录板(14)、纸带抚平镇压管(15)；位移记录板(14)一端放置有纸带传送上滚轴(11)和纸带传送下滚轴(12)，另一端设置有纸带抚平镇压管(15)。...
【技术特征摘要】
1.土体水平向大位移测试装置，其特征在于：包括叠层剪切模型箱(1)、位移测试系统(3)，所述位移测试系统(3)包括位移记录书写台(4)、位移传送装置(5)、模型箱和位移量测系统连接装置(6)；其中，所述位移传送装置(5)与叠层剪切模型箱(1)固定连接，与位移记录书写台(4)活动连接；位移记录书写台(4)通过模型箱和位移量测系统连接装置(6)与叠层剪切模型箱(1)固定连接；所述位移传送装置(5)上位移传送条(16)一端固定在叠层剪切箱每一层的方型钢管柱(2)上，另一端设有位移记录笔(17)；位移记录笔(17)与位移记录书写台(4)...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶连金，刘春晓，王徐建，王焕杰，王会胜，张恒，马红红，李卓遥，王凤杰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：北京;11
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