[发明专利]一种土-地下结构大型拟静力试验装置及方法

摘要

本发明公开了一种土‑地下结构大型拟静力试验装置及方法，包括底板、矩形层状剪切箱体，侧向限位框架，水平加载系统及竖向加载系统。矩形层状剪切箱体由矩形钢框架和层间滚轴组成，侧向限位框架由钢立柱、侧边万向滚轴和系杆组成，水平加载系统由水平作动器组成，竖向加载系统由竖向作动器、加载板、顶部万向滚轴和顶部承压钢板组成。竖向作动器通过加载板、顶部万向滚轴和顶部承压钢板将竖向荷载均匀施加在土体表面，通过同步协调控制水平加载系统，使矩形层状剪切箱体逐级产生具有一定分布形式的水平位移直至地下结构发生破坏。本发明克服了传统地下结构抗震模型试验缩尺比例小的限制，同时研究对应不同竖向地震动强度下地下结构的抗震性能。

主权项

1.一种土-地下结构大型拟静力试验装置，其包括底板、矩形层状剪切箱体、侧向限位框架、水平加载系统及竖向加载系统；所述矩形层状剪切箱体由矩形钢框架(2)和层间滚轴(3)组成，各个矩形钢框架(2)沿竖直方向平行放置，相邻的矩形钢框架(2)之间设置有层间滚轴(3)，使得相邻矩形钢框架之间能够产生相对的水平滑动；所述侧向限位框架由钢立柱(4)、侧边万向滚轴(5)和系杆(6)组成，所述钢立柱(4)沿所述矩形钢框架(2)长边方向固定于所述底板(1)上，各个侧边万向滚轴(5)沿所述钢立柱高度方向等间距分布，该间距与相邻矩形钢框架中心线间距一致，同一高度的侧边万向滚轴与对应高度的矩形钢框架接触并可产生相对水平滑动，所述系杆(6)安装于相邻钢立柱以增强侧向限位立柱整体稳定性；所述水平加载系统由水平作动器(7)组成，所述水平作动器沿所述矩形层状剪切箱体高度方向等间距分布，并与所述矩形钢框架短边相连，运动方向与所述矩形钢框架长边方向一致；所述竖向加载系统由竖向作动器(8)、加载板(9)、顶部万向滚轴(10)和顶部承压钢板(11)组成，所述加载板(9)的顶部与所述竖向作动器(8)相连，所述加载板的底部设置有所述顶部万向滚轴(10)，所述顶部万向滚轴(10)与所述顶部承压钢板(11)接触并可产生相对水平滑动；/n所述钢立柱(4)由宽翼缘H型钢制成，沿所述钢立柱(4)高度方向在一侧翼缘中部等间距设置所述侧边万向滚轴(5)，同一钢立柱上相邻侧边滚轴间距与相邻矩形钢框架间距一致；所述侧边万向滚轴(5)与所述矩形钢框架(2)的两长边接触并提供法向约束，并且所述矩形钢框架(2)通过所述侧边万向滚轴(5)与所述钢立柱(4)产生相对水平滑动；所述顶部承压钢板(11)覆盖于所述矩形层状剪切箱体内土体上表面，所述竖向作动器(8)通过所述加载板(9)、所述顶部万向滚轴(10)和所述顶部承压钢板(11)将竖向荷载均匀传至所述矩形层状剪切箱体内土体，并且所述加载板(9)通过所述顶部万向滚轴(10)与所述顶部承压钢板(11)产生相对水平滑动。/n