System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种砂土振动液化模拟装置及其测试方法制造方法及图纸_技高网

一种砂土振动液化模拟装置及其测试方法制造方法及图纸

技术编号:43276446 阅读:0 留言:0更新日期:2024-11-12 16:02
本发明专利技术涉及地面材料的分析方法技术领域,公开了一种砂土振动液化模拟装置及其测试方法,其包括用于放置砂土试样的箱体,箱体上表面开设有开口;箱体内的砂土试样上表面铺设有配重机构,配重机构覆盖于砂土试样的上表面,用于向砂土试样施加压力,配重机构上开设有多个排水孔;箱体的下方设有与箱体连接的振动机构,用于使箱体振动以模拟砂土振动条件;还包括压力传感器、激光测距仪和加速度传感器,用于实时测量砂土试样的试验参数;能够在砂土液化模拟过程中提供恒载;且配重机构上设有排水孔,在配重机构施加压力时,饱和砂土试样中的水分通过排水孔排出,使砂土试样所受应力都能视为有效应力,使砂土试样的测试条件更符合实际情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地面材料的分析方法,特别是涉及一种砂土振动液化模拟装置及其测试方法


技术介绍

1、目前,地震具有很强的不确定性,当地震发生时,引发的强烈地面运动往往会诱发砂土地层液化,使砂土地层丧失承载能力,进而导致地面承载能力降低,使得建筑于砂土地层上的建筑物失去设计所需的承载力,易造成建筑物的损坏;砂土地层分布于江河两岸,三角洲等区域,分布面积较为广泛,且河流区域通常人口较多,分析砂土性质对防灾预警具有较大意义。

2、现有的砂土液化试验装置通过在箱体内设置饱和砂土直接进行液化试验,在实验过程中,饱和砂土试样无法排出砂土试样内部的水,同样会导致受到的应力与实际砂土地层的受力情况不同。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种砂土振动液化模拟装置及其测试方法,能够在砂土试样上方施加恒载排出砂土试样内部的水,让砂土试样受到的应力能够转化为有效应力,使测试试样的测试条件更加符合实际砂土地层的受力情况。

2、为了实现上述目的,本专利技术提供了一种砂土振动液化模拟装置,其包括:机架、用于放置砂土试样的箱体,所述箱体设于所述机架上,所述箱体的上表面开设有开口;所述箱体内的砂土试样上表面铺设有配重机构,所述配重机构覆盖于砂土试样的上表面,用于向砂土试样施加压力,所述配重机构包括铺设于砂土试样上表面的筛板,以及放置于所述筛板上的配重台;所述筛板上设有多个滤水孔,所述筛板的长宽与所述箱体内壁的长宽相同;所述配重台上开设有多个排水孔,所述排水孔与所述滤水孔连通;

<p>3、所述机架上安装有用于使箱体振动以模拟砂土振动条件的振动机构。

4、优选的,所述配重机构还包括配重杆和配重件,所述配重杆垂直于所述配重台的上表面;所述配重件上开设有与所述配重杆配合的通孔,配重件放置于所述配重台上,并通过所述通孔与所述配重杆连接限位。

5、进一步的,所述配重件包括:配重块及配重壶,多个所述配重块均为指定重量,所述配重壶的内部设有可加入不同物质改变所述配重壶的整体重量的腔体;所述通孔包括分别设于所述配重块和所述配重壶上的第一配重孔和第二配重孔。

6、优选的,所述机架包括支撑板和支撑于地面的底座,所述箱体设于所述支撑板的上表面,所述支撑板设于所述底座的上方;所述支撑板的下表面设有多个第一限位块,所述底座上设有多个对应所述第一限位块设置的第二限位块,所述第一限位块和第二限位块通过弹簧连接;所述振动机构与所述支撑板连接并带动所述支撑板振动。

7、进一步的,所述振动机构包括液压马达和偏心块,所述液压马达与所述支撑板连接,所述偏心块连接于所述液压马达的动力输出轴上。

8、优选的,还包括设于配重机构上方的升降机构,所述升降机构与所述配重机构连接,用于带动所述配重机构升降。

9、进一步的,本砂土振动液化模拟装置还包括架设于所述机架上的支架,所述升降机构设于所述支架上;所述升降机构包括连接绳、绞盘、转轴、安装座和制动机构,所述连接绳的一端与所述配重机构连接,所述连接绳的另一端与所述绞盘连接,并缠绕于所述绞盘的外周;所述安装座设于所述支架上,所述绞盘设于所述安装座内部,所述转轴穿过所述绞盘中部,且两端转动连接于所述安装座上;所述制动机构设于所述安装座内部并与所述绞盘连接,用于所述绞盘制动。

10、进一步的,所述制动机构包括制动螺栓、连接块、制动块和多个制动片,所述连接块设于所述安装座的内部,所述制动螺栓与所述连接块螺纹联接,所述制动块与所述连接块转动连接,所述制动螺栓与所述制动块的一端抵接;所述制动片包括设于所述制动块的另一端的第一摩擦片,以及对应所述第一摩擦片设于所述安装座上的第二摩擦片,所述第一摩擦片和第二摩擦片分别位于绞盘的两侧,所述绞盘在所述第一摩擦片和第二摩擦片之间转动;当所述制动螺栓旋转移动时,能够推动所述制动块转动,带动所述第一摩擦片靠近第二摩擦片,以卡紧所述绞盘。

11、优选的,所述支架上开设有导向孔,所述配重台上设有竖直设置的导向杆,所述导向杆随所述配重台运动;所述导向杆穿过所述导向孔并沿所述导向孔的开口方向移动。

12、优选的,本砂土振动液化模拟装置的测试方法,其步骤包括:

13、s1:在所述箱体内部通过水中落砂法制备饱和砂土试样,制备过程中在砂土试样中埋设孔隙水压力计、土压力计及加速度传感器,并在所述支架上安装激光测距仪,在所述支撑板上安装加速度传感器;

14、s2:通过转动所述绞盘将所述配重台调节至合适高度,利用制动机构固定所述配重台;随后在所述配重台上添加测试所需荷载对应的配重件;

15、s3:在饱和砂土样本上表面铺设所述筛板,随后驱动所述绞盘使所述配重台缓慢下降,所述配重台下降至与所述筛板接触时,将所述连接绳与所述配重机构解除连接,通过激光测距仪测量所述配重台的下降位移;

16、s4:等待所述配重台稳定后,启动所述液压马达带动偏心块转动,使所述箱体和内部的饱和砂土试样振动,模拟砂土液化振动条件使砂土试样发生液化;并分别记录孔隙水压力计、土压力计和加速度传感器在振动前、振动时和振动结束孔隙水压力完全消散后的数据;

17、s5:按照上述步骤分别测试荷载为f1、f2、f3、f4、…、fn时的参数,其中,f1=0,荷载为fn时,饱和砂土试样受到应力过大无法液化,f2至fn的数值呈等差数列增长;通过测得的参数进行计算得到所需的砂土液化特性数据。

18、本专利技术实施例一种砂土振动液化模拟装置及其测试方法与现有技术相比,其有益效果在于:通过设于砂土试样上方的配重机构,能够在砂土液化模拟过程中提供恒载;且配重机构上设有排水孔,在配重机构施加压力的同时,饱和砂土试样中的水分能够通过排水孔排出,使砂土试样所受应力都能视为有效应力,砂土试样的测试条件更符合实际情况,测试结果更准确。

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【技术保护点】

1.一种砂土振动液化模拟装置,其特征在于,其包括:机架、用于放置砂土试样的箱体,所述箱体设于所述机架上,所述箱体的上表面开设有开口;所述箱体内的砂土试样上表面铺设有配重机构,所述配重机构覆盖于砂土试样的上表面,用于向砂土试样施加压力,所述配重机构包括铺设于砂土试样上表面的筛板,以及放置于所述筛板上的配重台;所述筛板上设有多个滤水孔,所述筛板的长宽与所述箱体内壁的长宽相同;所述配重台上开设有多个排水孔,所述排水孔与所述滤水孔连通;

2.如权利要求1所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,所述配重机构还包括配重杆和配重件,所述配重杆垂直于所述配重台的上表面;所述配重件上开设有与所述配重杆配合的通孔,配重件放置于所述配重台上,并通过所述通孔与所述配重杆连接限位。

3.如权利要求2所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,所述配重件包括:配重块及配重壶,多个所述配重块均为指定重量,所述配重壶的内部设有可加入不同物质改变所述配重壶的整体重量的腔体;所述通孔包括分别设于所述配重块和所述配重壶上的第一配重孔和第二配重孔。

4.如权利要求1所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,所述机架包括支撑板和支撑于地面的底座,所述箱体设于所述支撑板的上表面,所述支撑板设于所述底座的上方;所述支撑板的下表面设有多个第一限位块,所述底座上设有多个对应所述第一限位块设置的第二限位块,所述第一限位块和第二限位块通过弹簧连接;所述振动机构与所述支撑板连接并带动所述支撑板振动。

5.如权利要求4所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,所述振动机构包括液压马达和偏心块,所述液压马达与所述支撑板连接,所述偏心块连接于所述液压马达的动力输出轴上。

6.如权利要求1所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,还包括设于配重机构上方的升降机构,所述升降机构与所述配重机构连接,用于带动所述配重机构升降。

7.如权利要求6所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,还包括架设于所述机架上的支架,所述升降机构设于所述支架上;所述升降机构包括连接绳、绞盘、转轴、安装座和制动机构,所述连接绳的一端与所述配重机构连接,所述连接绳的另一端与所述绞盘连接,并缠绕于所述绞盘的外周;所述安装座设于所述支架上,所述绞盘设于所述安装座内部,所述转轴穿过所述绞盘中部,且两端转动连接于所述安装座上;所述制动机构设于所述安装座内部并与所述绞盘连接,用于所述绞盘制动。

8.如权利要求7所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,所述制动机构包括制动螺栓、连接块、制动块和多个制动片,所述连接块设于所述安装座的内部,所述制动螺栓与所述连接块螺纹联接,所述制动块与所述连接块转动连接,所述制动螺栓与所述制动块的一端抵接;所述制动片包括设于所述制动块的另一端的第一摩擦片,以及对应所述第一摩擦片设于所述安装座上的第二摩擦片,所述第一摩擦片和第二摩擦片分别位于绞盘的两侧,所述绞盘在所述第一摩擦片和第二摩擦片之间转动;当所述制动螺栓旋转移动时,能够推动所述制动块转动,带动所述第一摩擦片靠近第二摩擦片,以卡紧所述绞盘。

9.如权利要求7所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,所述支架上开设有导向孔,所述配重台上设有竖直设置的导向杆,所述导向杆随所述配重台运动;所述导向杆穿过所述导向孔并沿所述导向孔的开口方向移动。

10.如权利要求1-8任一项所述的砂土振动液化模拟装置的测试方法,其特征在于,步骤包括:

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【技术特征摘要】

1.一种砂土振动液化模拟装置,其特征在于,其包括:机架、用于放置砂土试样的箱体,所述箱体设于所述机架上,所述箱体的上表面开设有开口;所述箱体内的砂土试样上表面铺设有配重机构,所述配重机构覆盖于砂土试样的上表面,用于向砂土试样施加压力,所述配重机构包括铺设于砂土试样上表面的筛板,以及放置于所述筛板上的配重台;所述筛板上设有多个滤水孔,所述筛板的长宽与所述箱体内壁的长宽相同;所述配重台上开设有多个排水孔,所述排水孔与所述滤水孔连通;

2.如权利要求1所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,所述配重机构还包括配重杆和配重件,所述配重杆垂直于所述配重台的上表面;所述配重件上开设有与所述配重杆配合的通孔,配重件放置于所述配重台上,并通过所述通孔与所述配重杆连接限位。

3.如权利要求2所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,所述配重件包括:配重块及配重壶,多个所述配重块均为指定重量,所述配重壶的内部设有可加入不同物质改变所述配重壶的整体重量的腔体;所述通孔包括分别设于所述配重块和所述配重壶上的第一配重孔和第二配重孔。

4.如权利要求1所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,所述机架包括支撑板和支撑于地面的底座,所述箱体设于所述支撑板的上表面,所述支撑板设于所述底座的上方;所述支撑板的下表面设有多个第一限位块,所述底座上设有多个对应所述第一限位块设置的第二限位块,所述第一限位块和第二限位块通过弹簧连接;所述振动机构与所述支撑板连接并带动所述支撑板振动。

5.如权利要求4所述的砂土振动液化模拟装置,其特征在于,所述振动机构包括液压马达和偏心块,所述液压马达与所述支撑板连接,所述偏心块连接于所述液压马达的动力输出轴上。

【专利技术属性】
技术研发人员:胡海龙刘志方张庆华金艳平殷金龙彭卫平黄剑宇
申请(专利权)人:广州市城市规划勘测设计研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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