[实用新型]一种超重力场振动台试验加卸载装置

说明书

本实用新型公开了一种超重力场振动台试验加卸载装置，本实用新型的装置包括模型箱、反力框架、加载装置、数据采集装置和机械锁止装置；所述加载装置包括加载板、气压缸、气压缸上部管路和压力总管路，压力总管路上设有稳压器；所述数据采集装置包括倾角传感器、压力传感器、位移传感器、控制器和计算机；所述机械锁止装置包括机械锁止气压缸、常闭式两位三通阀、推杆、锁止片、齿轮和齿轮槽。本实用新型的装置可在现有设备技术条件基础上，有效增加离心机振动台研究土层的深度，为进一步研究深部土体动力响应特征试验提供重要的技术支撑。

技术领域

本实用新型属于试验装置技术领域，具体涉及一种超重力场振动台试验加卸载装置。

背景技术

对于岩土工程抗震问题，常用的研究方法有数值计算、现场观测、常规振动台试验和离心机振动台试验四种。但数值计算受本构模型和模型参数的影响较大，现场观测实施过程复杂，通常耗资巨大，常规振动台试验无法对岩土材料自重进行模拟，而离心机振动台可以在原型应力条件下在模型输入实际的地震波，并直接量测地震在土工结构中造成的影响，是目前研究土体和结构地震响应特性最有效的技术手段。

现有的离心机振动台试验受离心机容量和振动台本身工作条件的限制，试验研究所能模拟的土层深度一般为20 m左右。对于地基上存在建筑物或试验对象为深埋土体等具体的工况，若实际存在的上覆压力在试验中不能得到相应体现，将导致模型地基应力状态与原型地基的初始应力状态不符，因此在实际模拟过程中需要对模型地基施加一定的上覆压力。已有的离心机振动台上覆压力加载方式由于不能准确控制加载面姿态，存在不能保证荷载均匀并且竖直的施加于地基表面的缺点，尤其在承载力较低的软弱地层上覆压力的模拟过程中，已有的上覆压力加载装置存在试验过程中加载面倾斜、地层发生偏压的不足，造成试验条件与实际工况不相符合的情形。因此，离心机振动台试验中上覆压力施加的准确与否将直接影响振动台试验结果的真实性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有配重、气囊加载等加载方式在振动台试验过程中可能出现的偏压或者加载不均的缺陷，提供一种超重力场振动台试验加卸载装置，用于实现离心机振动台试验中土体上覆压力的准确施加，实现模型土体与原型土体的应力、变形条件相匹配。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种超重力场振动台试验加卸载装置，其特征在于，包括模型箱、反力框架、加载装置、数据采集装置和机械锁止装置；

所述加载装置包括加载板、气压缸、气压缸上部管路和压力总管路，压力总管路上设有稳压器；

所述数据采集装置包括倾角传感器、压力传感器、位移传感器、控制器和计算机；

所述机械锁止装置包括机械锁止气压缸、常闭式两位三通阀、推杆、锁止片、齿轮和齿轮槽；

所述反力框架固定设置于模型箱上部，由井字相交的锻件梁组成；所述锻件梁交汇处设置通孔，通孔内固定设置气压缸，每个气压缸连接的上部管路上依次设置电磁阀、稳压阀和分流阀；反力框架中心增设锻件梁，用于固定机械锁止气压缸，增设的锻件梁上设置通孔，机械锁止气压缸连接的上部管路上设置常闭式两位三通阀；每条上部管路最后经由压力总管路连接至稳压器和压力源；

所述反力框架的下表面与加载板接触，气压缸和机械锁止气压缸穿过通孔固定于加载板上表面；

所述加载板下表面安装倾角传感器、压力传感器和位移传感器；

所述加载板上表面与机械锁止气压缸接触点处以及与上表面接触点对应的加载板下表面接触点处开设十字形凹槽，十字形凹槽从机械锁止气压缸与加载板上表面接触点处延伸至模型箱壁面；十字形凹槽内埋设推杆，推杆与壁面接触的一端连接锁止片；模型箱内壁与十字形凹槽四个接触点处垂直开设齿轮槽，齿轮槽内设置齿轮；