[发明专利]一种可变倾角的土工合成材料界面振动台模型试验装置

说明书

技术领域

本发明属岩土工程和地震工程技术领域，具体涉及一种可变倾角的土工合成材料界面振动台模型试验装置。

背景技术

土工合成材料是以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、合成橡胶等）为原料的工业制成品，土工合成材料被广泛应用于垃圾填埋场及低矮建筑物基础底部，作为衬垫系统，起到隔离污染物泄漏的作用，在地震灾害发生时，土工合成材料复合衬垫系统会起到复杂的隔震作用。在实际工程中土工合成材料衬垫界面不可能绝对水平，必然存在一定倾角，而且土工合成材料的剪切强度普遍较低，在地震动力作用下沿着复合衬垫界面往往发生复杂的相对摩擦运动，这个过程伴随着静摩擦和动摩擦两种摩擦状态的不断转变，目前尚不能用理论解释或数值方法模拟这种现象，需要进行试验研究，研究这一机理的实验装置的研制尚不充分。基于能够模拟地震振动的振动台试验平台，通过设计有倾角的界面摩擦试验装置，可以使这方面研究顺利进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可变倾角的土工合成材料界面振动台模型试验装置。

本发明提出的可变倾角的土工合成材料界面振动台模型试验装置，由固定系统、双界面摩擦盒系统和油压控制系统18组成，其中：

固定系统由底板1、固定孔2、铰链支座3、铰链固定销4和固定螺母5组成，固定孔2是在底板1边缘部分钻制的圆形孔，铰链支座3焊接于底板1上，铰链固定销4与铰链支座3通过固定螺母5牢固固定在一起，起到约束固定轴6的作用；

双界面摩擦盒系统由固定轴6、下加肋板7、上加肋板8、支撑柱9、横向梁10、纵向梁11、薄型油缸12、固定旋钮14、测试滑块15、上测试土工合成材料16和下测试土工合成材料17组成，所述固定轴6为3个，4根支撑柱9与下肋板7的4个边缘角焊接组成模型盒框架，所述模型盒框架一端两侧通过下加肋板7与位于同一侧的2个固定轴6相连接，且所述模型盒框架一端能以2个固定轴6为轴进行转动，所述固定轴6安放在铰链支座3上部的半圆槽中；所述模型盒框架另一端中部通过下加肋板7与1个固定轴6相连接，所述固定轴6安放在铰链支座3上部的半圆槽中；位于同一侧的两根支撑柱9的上端焊接有1根横向梁10，纵向梁11的两端通过高强螺栓固定在两根横向梁10的中部；下加肋板7的上表面和上加肋板8的下表面均为平面，下加肋板7的上表面和上加肋板8的下表面相对布置，2个薄型油缸12通过螺母固定于纵向梁11下方，薄型油缸12的传力杆通过固定螺母固定于上加肋板8上部；下测试土工合成材料16通过高强胶贴附在下加肋板7的上表面，上测试土工合成材料17通过高强胶贴附在上加肋板8的下表面；上土工合成材料16、上测试土工合成材料17夹持测试滑块15，形成上下双摩擦界面；

所述油压控制系统18连接薄型油缸12。

本发明中，所述摩擦盒框架另一端设有固定尺13，固定尺13通过位于其上的固定轴安置于铰链支座3上，并通过固定螺母5和铰链固定销4固定，下加肋板7另一端中部伸出的固定轴6与固定尺13通过固定旋钮14固定；通过固定旋钮的位置，可以改变双界面摩擦盒的倾斜角度。

本发明中，铰链支座3、铰链固定销4的数量各为3个，且规格完全一样，焊接固定在底板1的对称三角位置，作为上部双界面摩擦盒的支撑点。

本发明中，纵向梁11的数量为1根，纵向梁11的两端用高强螺栓固定在横向梁10中部，与下肋板7、支撑柱9和横向梁10整体构成框架结构，由于用螺栓固定，纵向梁11是可拆卸部件。

本发明中，固定尺13上面设有刻度线，可以精确确定固定旋钮的固定高度，从而控制双界面摩擦盒的倾角。

本发明的工作过程：

在下加肋板7的上表面用高强胶贴附下测试土工合成材料17，在上加肋板8的下表面用高强胶贴附上测试土工合成材料16，保证下测试土工合成材料17的上表面和上测试土工合成材料16的下表面的摩擦特性完全一致。调节固定旋钮14的高度，使摩擦盒产生倾斜并达到试验要求的倾角。将整个试验装置安放在振动台台面上，并用高强螺栓牢固固定。在上测试土工合成材料16、下表面与测试土工合成材料17之间的中部位置放置测试滑块15，测试滑块15的上表面与测试土工合成材料16、下表面与测试土工合成材料17分别形成两个摩擦界面。操作油压控制系统18控制薄型油缸12推动上加肋板8，增加上加肋板8、下加肋板7对测试滑块15的挤压力，使两个摩擦界面的正压力达到设计值。基于不同试验目的设定振动台的激振输入，进行振动台试验，并通过加速度传感器和图像分析系统监测分析滑块的运动，研究不同振动输入情况下的界面摩擦特性。

本发明的有益效果：