【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大比例尺地下工程模型的，具体涉及一种实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置。
技术介绍
1、随着我国地下工程的迅猛发展，地质灾害在地下工程的建设与运维养护阶段已成为不容忽视的重要一环。地震作为自然界中一种常见的地质灾害，经常严重影响着地下结构的安全。据不完全统计，特大地震将造成公路隧道严重的破坏，大大降低了公路级别并威胁到安全运营，给国民经济造成了巨大损失。我国第一级阶梯的青藏高原，第二级阶梯的云贵高原地区等地区，分布着大大小小各种类型的活断层，其中不乏走滑型活动断裂，包括一条仍在活动的大规模走滑断裂带阿尔金断裂；部地区也存在一条名为郯庐断裂的北东走向巨大走滑断层。当产生构造障碍与强震活动围空段时，活动断裂极易发生地震活动。因此研究走滑形活动断裂下发生的地震破坏机理与破坏模式，对于跨断层隧道的建设有着极其重要的意义。然而，目前还尚未有能够将走滑断层活动与地震激励耦合在一起的大尺度模型试验装置，对于穿越走滑形活断层的隧道抗震与抗错研究仍以数值模拟为主要研究手段，缺乏有效可靠的模型试验数据的验证。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，以解决目前还尚未有能够将走滑断层活动与地震激励耦合在一起的大尺度模型试验装置的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、一种实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其包括断层走滑错动系统和非一致地震激
4、进一步地，断层走滑错动系统包括设置于非一致地震激励系统上的至少两个主动箱、至少一个随动箱、多个顶推装置和多个反力装置；随动箱设于相邻的两个主动箱之间，且随动箱与主动箱之间通过剪缝胶皮柔性连接；主动箱的两侧配置有多个顶推装置，顶推装置对主动箱施加水平驱动力；顶推装置安装于反力装置上。
5、进一步地，主动箱包括多块主侧箱板和主底板；主侧箱板、主底板和顶板构成一个封闭空间，该封闭空间内装填模型地层材料。
6、进一步地，随动箱包括随侧箱板和随底板；随侧箱板、随底板和顶板构成一个随动封闭空间，该随动封闭空间内装填断层核部模型地层材料。
7、进一步地，随侧箱板和主侧箱板均呈平行四边形状，且位于同一侧的所述主侧箱板和随侧箱板的形状配合构成一个长方形板状结构。
8、进一步地，配置有所述顶推装置的主动箱底部设有滑轨，滑轨为安装在底板下的重型直线导轨。
9、进一步地，顶推装置为液压油缸；反力装置包括反力支承框架；液压油缸固定于反力支承框架上，并通过液压油缸顶推侧箱板上的顶推平板，以推动振动主台上的主动箱沿重型直线导轨运动。
10、进一步地，非一致地震激励系统包括振动主台和振动副台；配置有顶推装置的主动箱通过安装板固定于振动主台上，其它主动箱通过安装板固定于振动副台上；振动主台与振动副台通过对其上部的主动箱施加预定频率、振幅、时间的振动波以模拟地震振动。
11、进一步地，安装板包括主动箱安装板与随动箱安装板；主动箱安装板通过螺栓连接主动箱和振动主台，并通过螺栓连接主动箱和振动副台；随动箱安装板分别连接地面和随动箱。
12、本专利技术提供的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，具有以下有益效果：
13、1、本专利技术配置有断层走滑错动系统和非一致地震激励系统，通过两个系统的配合，将断层走滑错动和非一致地震激励进行有机耦合，可以有效模拟研究地震振动影响下跨越走滑断层隧道的结构力学特性。
14、2、本专利技术克服了传统断层模型试验中无法将地震激励与走滑断层错动耦合的问题，并提供了可以通过调整侧箱板尺寸从而精确复现实际断层产状的方法，以此模拟最接近于真实情况的隧道穿越走滑活动断裂区；并可在此基础上进一步研究隧道穿越走滑活断层的抗错与抗震设计。
15、3、本专利技术通过随侧箱板和主侧箱板的配合，以改变主动箱和随动箱之间的倾斜角度，其倾斜角度可以为20°～160°，以模拟带有倾向、走向与倾角的真实构造走滑断层。
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1.一种实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：包括断层走滑错动系统和非一致地震激励系统；所述断层走滑错动系统与所述非一致地震激励系统连接，且所述非一致地震激励系统对所述断层走滑错动系统施加非一致的地震激励。
2.根据权利要求1所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：所述断层走滑错动系统包括设置于所述非一致地震激励系统上的至少两个主动箱、至少一个随动箱、多个顶推装置和多个反力装置；所述随动箱设于相邻的两个所述主动箱之间，且所述随动箱与所述主动箱之间通过剪缝胶皮柔性连接；所述主动箱的两侧配置有多个所述顶推装置，所述顶推装置对所述主动箱施加水平驱动力；所述顶推装置安装于所述反力装置上。
3.根据权利要求2所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：所述主动箱包括多块主侧箱板和主底板；所述主侧箱板、主底板和顶板构成一个封闭空间，该封闭空间内装填模型地层材料。
4.根据权利要求3所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：所述随动箱包括随侧箱板和随底板；所述随侧箱
5.根据权利要求4所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：所述随侧箱板和主侧箱板均呈平行四边形状，且位于同一侧的所述主侧箱板和随侧箱板的形状配合构成一个长方形板状结构。
6.根据权利要求2所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：配置有所述顶推装置的主动箱底部设有滑轨，所述滑轨为安装在底板下的重型直线导轨。
7.根据权利要求6所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：所述顶推装置为液压油缸；所述反力装置包括反力支承框架；所述液压油缸固定于所述反力支承框架上，并通过所述液压油缸顶推侧箱板上的顶推平板，以推动振动主台上的所述主动箱沿重型直线导轨运动。
8.根据权利要求2所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：所述非一致地震激励系统包括振动主台和振动副台；配置有所述顶推装置的所述主动箱通过安装板固定于所述振动主台上，其它所述主动箱通过安装板固定于所述振动副台上；所述振动主台与所述振动副台通过对其上部的主动箱施加预定频率、振幅、时间的振动波以模拟地震振动。
9.根据权利要求8所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：所述安装板包括主动箱安装板与随动箱安装板；所述主动箱安装板通过螺栓连接主动箱和振动主台，并通过螺栓连接主动箱和振动副台；所述随动箱安装板分别连接地面和随动箱。
...【技术特征摘要】
1.一种实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：包括断层走滑错动系统和非一致地震激励系统；所述断层走滑错动系统与所述非一致地震激励系统连接，且所述非一致地震激励系统对所述断层走滑错动系统施加非一致的地震激励。
2.根据权利要求1所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：所述断层走滑错动系统包括设置于所述非一致地震激励系统上的至少两个主动箱、至少一个随动箱、多个顶推装置和多个反力装置；所述随动箱设于相邻的两个所述主动箱之间，且所述随动箱与所述主动箱之间通过剪缝胶皮柔性连接；所述主动箱的两侧配置有多个所述顶推装置，所述顶推装置对所述主动箱施加水平驱动力；所述顶推装置安装于所述反力装置上。
3.根据权利要求2所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：所述主动箱包括多块主侧箱板和主底板；所述主侧箱板、主底板和顶板构成一个封闭空间，该封闭空间内装填模型地层材料。
4.根据权利要求3所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于：所述随动箱包括随侧箱板和随底板；所述随侧箱板、随底板和顶板构成一个随动封闭空间，该随动封闭空间内装填断层核部模型地层材料。
5.根据权利要求4所述的实现非一致地震激励和走滑断层耦合作用的试验装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：何川，姚超凡，刘语泉，罗旺，耿萍，徐国文，张迎宾，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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