[发明专利]反力式叠层剪切模型箱

权利要求书

1.一种反力式叠层剪切模型箱，包括模型箱主体，其特征在于：所述模型箱主体的底部设有刚性底座(1)和静力台(12)；

所述刚性底座(1)用若干螺栓(6)与静力台(12)台面固定；在刚性底座(1)上设有若干同材质的立杆(3)和吊环(4)，所述吊环(4)与立杆(3)的端部通过螺纹连接；所述立杆(3)围绕模型箱主体两边且对称布置，组成吊装系统，便于模型箱主体的安装与移位；

所述刚性底座(1)的上表面自下往上依次由第1层至第n层等厚度的硬铝合金剪切框(2)叠合而成；除第1层剪切框(2)固定在刚性底座(1)上外，其余n-1层剪切框(2)均为能发生横向位移的活动层；其中n3，n为自然数；

上下相邻两层剪切框(2)包括上部框架和下部框架；在上部框架和下部框架之间沿剪切框(2)长边均置有若干个独立且处在同一水平面上的滚动体系(5)；所述滚动体系(5)包括下表面凹槽(10)、上表面凹槽(7)、滚珠(9)和轴承(8)；

所述下表面凹槽(10)和上表面凹槽(7)分别沿上下相邻两层剪切框(2)上部框架、下部框架之间长边方向的下、上表面布置；上下相邻两层剪切框(2)之间存在着凹槽长度差，且上部框架的下表面凹槽(10)长于下部框架的上表面凹槽(7)，以确保在有限位保护的前提下相邻剪切框(2)能发生自由横向位移；

在静力台(12)的左端部设有反力墙(11)，沿高度方向依次安装有与第1层至第n层剪切框(2)框架中心高度一致对应的若干往复作动器(13)；还包括若干连接器(14)，所述往复作动器(13)的端部通过连接器(14)与相应高度的剪切框(2)铰接，以保证在往复作动器(13)作用下剪切框(2)不发生侧向偏移，从而实现剪切框仅在水平长度方向发生往复位移；所述往复作动器(13)是按力或位移往复控制输出的，因此能模拟地震荷载所致的自由场变形或地基惯性力，能应用于地震模型试验；

除模型箱主体最顶部的剪切框(2)外，其余剪切框(2)沿长边方向的上表面凹槽(7)内均安置有滚动体系(5)的轴承(8)和若干滚珠(9)；所述轴承(8)装置在上表面凹槽(7)内；若干所述滚珠(9)固定在轴承(8)中，以实现若干滚珠(9)之间的相对位置不产生偏移；且轴承(8)长度小于上表面凹槽(7)，以保证滚珠(9)与轴承(8)的接触面之间为滚动摩擦。

2.根据权利要求1所述的反力式叠层剪切模型箱，其特征在于：

当n＝10时，所述刚性底座(1)的上表面自下往上依次由第1层至第10层等厚度的硬铝合金剪切框(2)叠合而成；除第1层剪切框固定在刚性底座(1)上外，其余9层剪切框(2)均为能发生横向位移的活动层。

3.根据权利要求1或2所述的反力式叠层剪切模型箱，其特征在于：所述剪切框(2)围构的剪切箱内侧安设有橡皮膜，以适应剪切箱的内部尺寸并防止试验时剪切箱内土体和水发生泄漏。

4.根据权利要求3所述的反力式叠层剪切模型箱，其特征在于：所述橡皮膜为防渗柔性橡皮膜；所述橡皮膜尺寸与剪切模型箱内部空间大小完全贴合，且橡皮膜的上部四周固定在剪切模型箱最顶层剪切框(2)的顶面。