CN204439317U - 振动台试验用模型箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振动台试验用模型箱，涉及用于地下结构振动台试验的模型箱装置领域。该振动台试验用模型箱包括振动台和固定在所述振动台上的模型箱，还包括用于安装所述模型箱的至少三个支撑立柱，所述模型箱包括刚性底板和层状箱体，所述层状箱体包括至少两层垂直等间距平行排列的框架，至少两层所述框架层叠地安装在至少三个所述支撑立柱上。在原有模型箱固定在振动台的结构基础上，本申请增设了用于安装模型箱的至少三个支撑立柱，由于这些支撑立柱置于地面而并非设置在振动台上，因此整个模型箱的重力转移给了地面，从而消除了模型箱自重对振动台负荷的要求。

Description

振动台试验用模型箱

技术领域

本实用新型涉及用于地下结构振动台试验的模型箱装置领域，尤其涉及一种振动台试验用模型箱。

背景技术

利用振动台试验模拟涉及半无线场地的地震响应时，用于盛装模型的模型箱结构构造形式对试验结果的合理性有较大的影响，因此，所使用的盛装容器必须能够模拟地基土的半无限性。目前普遍采用的剪切变形模型箱相对于早先的刚性模型箱和圆筒形柔性模型箱更好地模拟了地基土的半无限性。在深水钻井作业中，由于模型箱较大的自重以及管柱的重量要求模拟试验中对振动台负荷的要求较大，而且模拟试验中剪切模型箱较大的惯性以及模型箱主体各层框架之间的摩擦力对模拟土动力相应影响限制了模型箱对于地基土半无限性模拟的相似程度。

基于以上所述，亟需一种新的振动台试验用模型箱，以解决现有振动台试验中模型箱自重对振动台负荷的较大要求，模型箱惯性对模拟效果产生影响，以及模型箱框架之间的摩擦力对模拟效果产生影响等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提出一种振动台试验用模型箱，该振动台试验用模型箱能够减少振动试验中模型箱自重对振动台负荷的要求。

本实用新型的目的之二是提出一种振动台试验用模型箱，该振动台试验用模型箱能够降低振动台试验中模型箱各层框架之间摩擦力对模拟效果产生的影响。

本实用新型的目的之三是提出一种振动台试验用模型箱，该振动台试验用模型箱能够降低振动台试验中模型箱惯性对模拟效果产生的影响。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种振动台试验用模型箱，包括振动台和固定在所述振动台上的模型箱，还包括用于安装所述模型箱的至少三个支撑立柱，所述模型箱包括刚性底板和层状箱体，所述层状箱体包括至少两层框架，至少两层所述框架层叠地安装在至少三个支撑立柱上。

作为一种优选方案，至少两层所述框架竖直堆放且等间隔平行排列。

作为一种优选方案，所述振动台试验用模型箱还包括底座，所述底座固定在所述振动台的上方,所述底座上设置有用于安装至少三个所述支撑立柱的安装孔。

作为一种优选方案，所述振动台试验用模型箱还包括用于固定至少三个所述支撑立柱之间相对位置的定位架，所述定位架为中空封闭圆环，所述定位架内侧壁上沿圆周方向设置有至少三个凹槽，至少三个所述支撑立柱竖直卡合在至少三个所述凹槽内。

作为一种优选方案，每层所述框架通过滑动连接装置与至少三个所述支撑立柱滑动连接。

作为一种优选方案，所述滑动连接装置包括至少三个连接钢杆、至少三个滚珠轴承和与至少两层所述框架一一对应的至少两个带有滑槽的光滑圆盘，每层所述框架通过其外边缘均匀设置的至少三个连接钢杆与至少三个滚珠轴承连接，至少三个所述滚珠轴承可滑动地安装在所述光滑圆盘的滑槽内，所述光滑圆盘焊接在所述支撑立柱上。

作为一种优选方案，至少两层所述框架之间采用四条均匀布置的PVC膜带或索串接。

作为一种优选方案，所述支撑立柱上设置有至少两个用于安装所述光滑圆盘的搁架。

作为一种优选方案，所述框架为中空铝合金封闭圆环。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型提供了一种振动台试验用模型箱，包括振动台和固定在所述振动台上的模型箱，还包括用于安装所述模型箱的至少三个支撑立柱，所述模型箱包括刚性底板和层状箱体，所述层状箱体包括至少两层垂直等间距平行排列的框架，至少两层所述框架层叠地安装在至少三个所述支撑立柱上。在原有模型箱固定在振动台的结构基础上，本申请增设了用于安装模型箱的至少三个支撑立柱，由于这些支撑立柱置于地面而并非设置在振动台上，因此整个模型箱的重力转移给了地面，从而消除了模型箱自重对振动台负荷的要求。

(2)模型箱的多层框架竖直放置且等间隔平行排列，即模型箱的各层框架之间不相互接触，无摩擦力存在，仅框架与光滑圆盘之间产生摩擦力，摩擦力较小，从而降低了各层框架之间摩擦力对模拟效果产生的影响，极大地提高了试验模拟的相似程度。

(3)由于框架为中空铝合金封闭圆环，在振动台试验中水平振动时，模型箱中仅有各层框架进行水平振动，框架的质量较轻，极大地降低了模型箱惯性对模拟效果产生的影响。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例提供的振动台试验用模型箱的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例提供的光滑圆盘的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例提供的光滑圆盘的侧视图；

图4是本实用新型优选实施例提供的立柱的结构示意图；

图5是本实用新型优选实施例提供的立柱的侧视图；

图6是本实用新型优选实施例提供的立柱的俯视图；

图7是本实用新型优选实施例提供的框架的结构示意图；

图8是本实用新型优选实施例提供的框架的侧视图；

图9是本实用新型优选实施例提供的底座的结构示意图；

图10是本实用新型优选实施例提供的底座的侧视图；

图11是本实用新型优选实施例提供的定位架的结构示意图；

图12是本实用新型优选实施例提供的定位架的侧视图。

图中：

1、振动台；2、模型箱；3、支撑立柱；4、连接钢杆；5、滚珠轴承；6、搁架；7、光滑圆盘；8、底座；9、定位架；

21、框架；81、安装孔；91、凹槽。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供了一种振动台试验用模型箱，其结构如图1所示，该振动台试验用模型箱包括振动台1、固定在振动台1上的模型箱2和用于安装模型箱2的四个圆柱形支撑立柱3，优选的，四个支撑立柱3呈方形排布。本申请的模型箱不仅固定在振动台上，而且安装在四个圆柱形支撑立柱3，由于这些支撑立柱3置于地面而并非设置在振动台1上，因此整个模型箱的重力转移给了地面，从而消除了模型箱自重对振动台负荷的要求。

于本实施例中，作为优选方案，模型箱2包括刚性底板和层状箱体，层状箱体包括十四层竖直放置且等间隔平行排列的框架21，十四层框架21之间优选采用四条均匀布置的PVC膜带或索串接。如此，十四层框架21构成模型箱的层状箱体结构，用于模拟盛装地基土。

于本实施例中，作为优选方案，如图4至图6所示，十四层框架21层叠地安装在四个支撑立柱3上，每个支撑立柱3上设置有十四个用于安装十四个光滑圆盘7的搁架6。如图7和图8所示，每层框架21通过滑动连接装置与四个支撑立柱3滑动连接。作为更优选方案，滑动连接装置包括四个连接钢柱4、四个滚珠轴承5和与至少两层框架21一一对应的至少两个带有滑槽的光滑圆盘7(参见图2和图3)，每层框架21通过其外边缘均匀设置的四个连接钢柱4与四个滚珠轴承5连接，四个滚珠轴承5可滑动地安装在光滑圆盘7的滑槽内，光滑圆盘7焊接在支撑立柱3上。上述的滑槽为沿光滑圆盘7的圆周方向设置的一圈滑槽。本申请的滑动连接装置不局限于上述的滚动轴承5和带有滑槽的光滑圆盘7等，还可以为其他滑动连接结构。

由于上述模型箱的各层框架21之间不相互接触，无摩擦力存在，仅框架21与光滑圆盘7之间产生摩擦力，摩擦力较小，从而降低了各层框架21之间摩擦力对模拟效果产生的影响，极大地提高了振动台试验模拟的相似程度。

于本实施例中，优选的，框架21为中空铝合金封闭圆环，在振动台试验中水平振动时，模型箱中仅有各层框架21进行水平振动，框架21的质量较轻，极大地降低了模型箱惯性对模拟效果产生的影响。

作为优选方案，如图9和图10所示，振动台试验用模型箱还包括底座8，底座8固定在振动台1的上方,底座8上设置有四个用于安装四个支撑立柱3的安装孔81。通过安装孔81的设置实现四个支撑立柱3的牢固安装。

作为优选方案，如图11和图12所示，振动台试验用模型箱还包括用于固定四个支撑立柱3之间相对位置的定位架9，定位架9优选为中空封闭圆环，且不局限于中空封闭圆环，该定位架9能够减轻真个模型箱的重量，还能够降低生产成本。

定位架9内侧壁上沿圆周方向设置有四个凹槽91，四个凹槽91与四个支撑立柱3的形状相匹配，四个支撑立柱3可竖直卡合在四个凹槽91内。通过定位架9可以将四个支撑立柱3的位置相对固定，避免了四个支撑立柱3在振动台试验中晃动，降低了对模拟效果的影响。

本申请中支撑立柱的数量不局限于上述的四个，还可以为至少三个的其他数量；层状箱体的框架、与安装框架相匹配的光滑圆盘及每个支撑立柱上设置的用于安装光滑圆盘的搁架的数量不局限于十四个，其数量还可以根据实际试验需要进行调整；另外，每个滑动连接装置的连接钢柱和滚珠轴承的数量不局限于四个，还可以为至少三个的其他数量，能够满足沿着圆环框架圆周方向均匀设置即可。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种振动台试验用模型箱，包括振动台(1)和固定在所述振动台(1)上的模型箱(2)，其特征在于：还包括用于安装所述模型箱(2)的至少三个支撑立柱(3)，所述模型箱(2)包括刚性底板和层状箱体，所述层状箱体包括至少两层框架(21)，至少两层所述框架(21)层叠地安装在至少三个支撑立柱(3)上。

2.根据权利要求1所述的振动台试验用模型箱，其特征在于：至少两层所述框架(21)竖直堆放且等间隔平行排列。

3.根据权利要求1或2所述的振动台试验用模型箱，其特征在于：所述振动台试验用模型箱还包括底座(8)，所述底座(8)固定在所述振动台(1)的上方,所述底座(8)上设置有用于安装至少三个所述支撑立柱(3)的安装孔(81)。

4.根据权利要求3所述的振动台试验用模型箱，其特征在于：所述振动台试验用模型箱还包括用于固定至少三个所述支撑立柱(3)之间相对位置的定位架(9)，所述定位架(9)为中空封闭圆环，所述定位架(9)内侧壁上沿圆周方向设置有至少三个凹槽(91)，至少三个所述支撑立柱(3)竖直卡合在至少三个所述凹槽(91)内。

5.根据权利要求1所述的振动台试验用模型箱，其特征在于：每层所述框架(21)通过滑动连接装置与至少三个所述支撑立柱(3)滑动连接。

6.根据权利要求5所述的振动台试验用模型箱，其特征在于：所述滑动连接装置包括至少三个连接钢杆(4)、至少三个滚珠轴承(5)和与至少两层所述框架(21)一一对应的至少两个带有滑槽的光滑圆盘(7)，每层所述框架(21)通过其外边缘均匀设置的至少三个连接钢杆(4)与至少三个滚珠轴承(5)连接，至少三个所述滚珠轴承(5)可滑动地安装在所述光滑圆盘(7)的滑槽内，所述光滑圆盘(7)焊接在所述支撑立柱(3)上。

7.根据权利要求1所述的振动台试验用模型箱，其特征在于：至少两层所述框架(21)之间采用四条均匀布置的PVC膜带或索串接。

8.根据权利要求6所述的振动台试验用模型箱，其特征在于：所述支撑立柱(3)上设置有至少两个用于安装所述光滑圆盘(7)的搁架(6)。

9.根据权利要求1所述的振动台试验用模型箱，其特征在于：所述框架(21)为中空铝合金封闭圆环。