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原文传递一种双U形层状剪切箱模拟装置及试验方法

专利名称：	一种双U形层状剪切箱模拟装置及试验方法
摘要：	本发明公开了一种考虑走滑断层错动的双U形层状剪切箱模拟装置及试验方法，本装置的固定底板紧固于底座之上，可动底板通过滑动滚轴系统置放于底座之上；双U形剪切框系统置于底座上，由若干层双U形环框依次叠放组成，双U形环框沿振动方向两侧放置，位于同一层面上的两个U形环框之间可以沿着预定的振动方向产生水平相对错动，上下叠放的U形环框之间通过滑动滚轴相互错动；约束侧墙、封闭侧墙、封闭顶墙、橡胶袋、底座共同构成一封闭空间，通过对封闭空间进行抽真空，使得橡胶袋贴合于双U形剪切框系统内壁，提供模型制备空间。本发明的装置和方法可用于模拟地震振动方向与基岩走滑断层错动方向一致时上覆土层的地震反应特性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	福建;35
申请人：	华侨大学
发明人：	蔡奇鹏;马阳阳;肖朝昀;陈星欣
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910102757.4
公开号：	CN109668796A
代理机构：	厦门市首创君合专利事务所有限公司
代理人：	张松亭;张迪
分类号：	G01N3/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	362000 福建省泉州市丰泽区城东城华北路269号
主权项：	1.一种双U形层状剪切箱模拟装置，其特征在于包括：基岩走滑错动模拟系统、双U形剪切框系统、约束侧墙系统和土体模型制备系统；所述基岩走滑错动模拟系统由固定底板、可动底板、滑动滚轴系统、底座组成；其中，固定底板锁定于模型箱底座，在模拟振动过程中与底座保持相对静止；可动底板通过滑动滚轴系统置放于底座之上，通过振动台在底座施加振动激励使固定底板和可动底板产生水平相对滑移；所述双U形剪切框系统由若干层双U形环框依次叠放组成，底层环框固定于底座上，位于同一层面上的两个U形环框之间开口相向并可以沿着预定的振动方向产生水平相对错动，上下叠放的U形环框之间通过滑动滚轴系统相互错动，并通过限位装置调节相互之间的错动量，双U形剪切框系统内用于放置试验土体；所述约束侧墙系统由约束侧墙和聚四氟乙烯板组成，约束侧墙位于模型箱垂直于振动方向两侧，在约束侧墙和U形环框之间设置聚四氟乙烯板；所述土体模型制备系统由所述约束侧墙、封闭侧墙、封闭顶墙、橡胶袋组成；制备土体模型时封闭侧墙与约束侧墙共同构成矩形围墙，双U型剪切框系统置于围墙之中；橡胶袋置于双U形剪切框系统内侧，其顶部开口外翻放置于封闭侧墙和约束侧墙之上；所述封闭顶墙为一回字形铁板，放置于橡胶袋顶部开口之上，并通过螺栓紧固于矩形围墙，使得矩形围墙、封闭顶墙、橡胶袋、底座共同构成一封闭空间；所述封闭空间为真空环境，使得橡胶袋贴合于双U形剪切框系统内壁。 2.根据权利要求1所述的一种考虑走滑断层错动的双U形层状剪切箱模拟装置，其特征在于：双U形环框沿着预定的振动方向延伸一定距离。 3.根据权利要求1所述的一种考虑走滑断层错动的双U形层状剪切箱模拟装置，其特征在于：所述U形环框剖面呈水平放置的I形，上下叠放的两片U形环框之间的空隙内放置所述限位装置。 4.根据权利要求3所述的一种考虑走滑断层错动的双U形层状剪切箱模拟装置，其特征在于：所述限位装置为第一聚四氟乙烯垫片，长度比U形环框沿振动方向的净空长度短2-3mm，使得上下两环框只能在预定尺寸内发生相互错动。 5.根据权利要求4所述的一种考虑走滑断层错动的双U形层状剪切箱模拟装置，其特征在于：所述第一聚四氟乙烯垫片隔一定间距进行挖槽，并在挖槽内放置第一滚轴，第一滚轴高度高于上下两片U形环框之间的净高度。 6.根据权利要求1所述的一种考虑走滑断层错动的双U形层状剪切箱模拟装置，其特征在于：所述可动底板长度比U形环框围成的空间短4-5mm，通过滑动滚轴系统置放于底座之上，所述滑动滚轴系统由一排直径相等的第二滚轴组成，第二滚轴上布置聚四氟乙烯滑动垫片。 7.一种双U形层状剪切箱试验方法，基于权利要求1至6中任一项权利要求所述的一种双U形层状剪切箱模拟装置，其特征在于包括如下步骤： 1)布置底座，安装固定底板、第二滚轴、聚四氟乙烯滑动垫片及可动底板； 2)将位于底部的两片U形环框固定于底座，安装所有U形环框，与底座保持相对静止； 3)安装聚四氟乙烯板、约束侧墙、封闭侧墙； 4)在U形剪切框系统构成的空间内放置一顶部开口橡胶袋，橡胶袋采用具有弹性的橡胶薄模制备，其顶部开口外翻放置于封闭侧墙和约束侧墙之上； 5)安装封闭顶墙，对矩形围墙、封闭顶墙、橡胶袋、底座共同构成的封闭空间进行抽真空，使橡胶袋与U形剪切框系统紧密贴合； 6)在橡胶袋内分层压制模型土体或放置地下结构物模型； 7)土体模型制备完成后，取消真空源，移除封闭侧墙和封闭顶墙； 8)根据需要安装传感器，并将模型置于振动台，施加振动激励，进行试验； 9)完成试验，对模型土体或地下结构物模型破坏进行观测。
所属类别：	发明专利