大型土‑結相互作用試驗箱的製作方法
2023-06-01 20:11:06 2
本實用新型涉及土-結動力相互作用實驗設備技術領域，具體是一種大型土-結相互作用試驗箱。
背景技術：
在抗震試驗中，必須設計一個容器來盛放土體使其保持一定的形狀。由於原型土在地震作用下近似做剪切變形，理想的土體容器應該滿足以下條件：既能正確模擬土體的邊界條件，又能正確模擬土體的剪切變形。事實上，土箱邊界對土體變形的限制、以及波的發射和散射都會對試驗結果產生較大影響，即所謂的「模型箱效應」。而目前的試驗箱在製作完成後就不能改變其剛度，這就降低了試驗箱在減小邊界效應上的靈活性和適用性。因此，如何減小土箱邊界的波動反射就成了試驗的關鍵和難點。
技術實現要素：
本實用新型提出一種大型土-結相互作用試驗箱，解決了現有技術中的試驗箱在製作完成後就不能改變其剛度的問題。
本實用新型的技術方案是這樣實現的：
一種大型土-結相互作用試驗箱，包括底座，所述底座上設置有箱體，所述箱體包括若干層層疊設置的體框段，若干層所述體框段的頂端設置有一頂框段；
所述體框段為由一對相對的橫梁和一對相對的縱梁依次連接圍繞成的框體；所述體框段的橫梁上方設置有滾動板，所述滾動板上設有可在滾動板上往復滾動的滾珠；
所述頂框段為由一對相對的橫梁和一對相對的縱梁依次連接圍繞成的框體；
所述箱體與所述底座形成容納腔，所述容納腔的內壁襯有防漏層；
所述橫梁的外側設有立柱，所述立柱的下端固定在所述底座上；所述立柱上套設有若干軸承，所述軸承與所述橫梁固定；
所述縱梁的外表面設置有加強條，所述加強條上設置有若干螺孔；所述縱梁的外側設置有側板，所述側板上設置有若干螺栓，所述螺栓螺合於所述螺孔內。
進一步地，所述橫梁和縱梁為方形鋼管。
進一步地，所述滾動板具有截面為三角形的凹槽，所述滾珠設於所述凹槽內。
進一步地，所述立柱的數量為四個，兩兩相對設於所述箱體的兩側；位於所述箱體兩側的相對的兩個立柱的頂端之間連接有一連接梁。
進一步地，所述立柱的頂端設有上固定塊，所述立柱的底端設有下固定塊；位於所述箱體同側的兩個上固定塊和兩個下固定塊分別連接有一連接板，四個連接板的另一側連接至一過渡板。
進一步地，相鄰所述軸承之間的立柱上套設有軸套；所述上固定塊與所述軸承之間的立柱上套設有軸套。
進一步地，每個所述縱梁上的若干螺孔均勻排成一列；相鄰兩個所述縱梁上的螺孔等間距交替排列。
進一步地，所述側板包括一塊第一側板、兩塊第二側板和兩塊第三側板；所述第一側板、第二側板和第三側板的高度與所述箱體的高度相同；所述第一側板的寬度大於所述第二側板的寬度，所述第二側板的寬度大於所述第三側板的寬度。
本實用新型的有益效果為：
本實用新型採用疊層設置，疊層框段之間通過滾珠實現相對位移；在箱體側面布置尺寸不同的側板，側板可拆卸並可以靈活改變安放位置，則可以通過選擇不同尺寸、數量的側板及安放位置來實現改變箱體剛度的目的。本實用新型既能完全保留試驗箱的原有功能，又能靈活地改變箱體剛度來更好地解決箱體邊界效應的問題。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖；
圖2是圖1中立柱部分的結構示意圖；
圖3是圖1中實施例的側面不帶側板的結構示意圖；
圖4是圖1中實施例的箱體帶側板的結構示意圖；
圖5是圖1中A處的放大結構示意圖；
圖6是滾動板的俯視結構示意圖；
圖7是滾動板和滾珠的側向剖視結構示意圖。
其中：
1、底座；2、體框段；3、頂框段；4、橫梁；5、縱梁；6、滾動板；7、滾珠；8、立柱；9、軸承；10、連接梁；11、上固定塊；12、下固定塊；13、連接板；14、過渡板；15、軸套；16、加強條；17、螺孔；18、螺栓；19、第一側板；20、第二側板；21、第三側板；22、吊環；23、凹槽。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
如圖1-圖7所示，本實施例中的大型土-結相互作用試驗箱，包括底座1，為了增加底座1強度，防止在吊裝過程中出現危險情況，可以在底座1設置加強梁；所述底座1上設置有箱體，所述箱體包括若干層層疊設置的體框段2，若干層所述體框段2的頂端設置有一頂框段3。
其中，所述體框段2為由一對相對的橫梁4和一對相對的縱梁5依次連接圍繞成的框體；參見圖5-圖7，所述體框段2的橫梁4上方設置有滾動板6，所述滾動板6上設有可在滾動板6上往復滾動的滾珠7。本實施例中，每個體框段2的橫梁4上方設置有兩個滾動板6，滾動板6為200mm×80mm×10mm的不鏽鋼墊板，所述滾動板6具有截面為三角形的凹槽23，所述滾珠7設於所述凹槽23內。
其中，所述頂框段3為由一對相對的橫梁4和一對相對的縱梁5依次連接圍繞成的框體。本實施例中，形成體框段2和頂框段3的橫梁4和縱梁5為方形鋼管，方形鋼管的截面尺寸為100mm×100mm，壁厚3mm。
所述箱體與所述底座1形成容納腔，所述容納腔的內壁襯有防漏層(圖中未示出)，本實施例中防漏層為2mm厚的橡膠墊，以防止試驗箱內的土和水漏出。
參見圖1-圖3，所述橫梁4的外側設有立柱8，本實施例中的立柱8為圓柱形鋼立柱，所述立柱8的下端固定在所述底座1上；所述立柱8上套設有若干軸承9，所述軸承9與所述橫梁4固定，這裡的軸承9為深溝球軸承。本實施例中，所述立柱8的數量為四個，兩兩相對設於所述箱體的兩側；位於所述箱體兩側的相對的兩個立柱8的頂端之間連接有一連接梁10。所述立柱8的頂端設有上固定塊11，所述立柱8的底端設有下固定塊12；位於所述箱體同側的兩個上固定塊11和兩個下固定塊12分別連接有一連接板13，四個連接板13的另一側連接至一過渡板14。相鄰所述軸承9之間的立柱8上套設有軸套15；所述上固定塊11與所述軸承9之間的立柱8上套設有軸套15。立柱8與連接梁10的設置可以限制試驗箱的垂直運動及平面扭轉運動。
參見圖3、圖4，所述縱梁5的外表面設置有加強條16，所述加強條16上設置有若干螺孔17；所述縱梁5的外側設置有側板，所述側板上設置有若干螺栓18，所述螺栓18螺合於所述螺孔17內。本實施例中，每個所述縱梁5上的若干螺孔17均勻排成一列；相鄰兩個所述縱梁5上的螺孔17等間距交替排列。所述側板包括一塊第一側板19、兩塊第二側板20和兩塊第三側板21；所述第一側板19、第二側板20和第三側板21的高度與所述箱體的高度相同；所述第一側板19的寬度大於所述第二側板20的寬度，所述第二側板20的寬度大於所述第三側板21的寬度。本實施例中，第一側板19的尺寸為840mmx1696mm，第二側板20的尺寸為490mmx1696mm，第三側板21的尺寸為240mmx1696mm。
本實施例工作時，通過安裝螺栓將試驗箱的底座1固定在振動臺檯面上即可，在振動臺的振動作用下，各框段之間可在滾珠7的滾動作用下產生相對位移，滿足實驗需要。為了方便試驗箱的搬運，在底座1上設置吊環22，用於吊裝搬運。
本實施例採用疊層設置，疊層框段之間通過滾珠7實現相對位移；在箱體側面布置尺寸不同的側板，側板可拆卸並可以靈活改變安放位置，則可以通過選擇不同尺寸、數量的側板及安放位置來實現改變箱體剛度的目的。本實用新型既能完全保留試驗箱的原有功能，又能靈活地改變箱體剛度來更好地解決箱體邊界效應的問題。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。