一种跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113639947A(43)申请公布日2021.11.12(21)申请号202110949998.XG01N3/24(2006.01)(22)申请日2021.08.18(71)申请人西南交通大学地址610031四川省成都市二环路北一段111号(72)发明人申玉生周鹏发陈孔福张熙高登黄海峰邱居涛曾志华铁明亮雷龙王耀达王彬光甘雨航闵鹏张逸飞朱正超易鹏豪苟安迪赵何霖朱鹏霖(74)专利代理机构合肥兴东知识产权代理有限公司34148代理人李静(51)Int.Cl.G01M7/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱(57)摘要本发明提供了一种跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱，包括外层刚性箱体、设置在外层刚性箱体内的内层剪切可变板‑杆机构以及连接二者的边界弹簧；其中，内层剪切可变板‑杆机构包括上盘件和下盘件，上盘件和下盘件呈左右排布形式布置在外层刚性箱体内，且彼此之间留有交界间隙；同时，上盘件和下盘件分别包括两个对称的边界侧板，所述两个对称的边界侧板的底部与外层刚性箱体的底部分别铰接，两个对称的边界侧板之间铰接连接有伸缩连杆。本发明通过上盘件和下盘件独立的剪切可变板‑杆机构，实现上盘围岩和下盘围岩的独立柔性边界，从而模拟跨非活动断层在地震作用下断层界面两侧变形不协调效应及震致位错对隧道结构的影响。CN113639947ACN113639947A权利要求书1/1页1.一种跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱，其特征在于，包括外层刚性箱体、设置在所述外层刚性箱体内的内层剪切可变板‑杆机构以及连接所述外层刚性箱体与内层剪切可变板‑杆机构的边界弹簧；其中，所述内层剪切可变板‑杆机构包括上盘件和下盘件，所述上盘件和下盘件呈左右排布形式布置在所述外层刚性箱体内，且彼此之间留有交界间隙；同时，所述上盘件和下盘件分别包括两个对称的边界侧板，所述两个对称的边界侧板的底部与所述外层刚性箱体的底部分别铰接，两个对称的边界侧板之间铰接连接有伸缩连杆。2.根据权利要求1所述的跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱，其特征在于，所述外层刚性箱体具体为开口向上的长方体钢板箱；所述开口向上的长方体钢板箱由一个刚性底板、两个刚性侧板与两个刚性端板围设而成，同时，所述刚性侧板与刚性端板的外侧端还分别设置有若干支撑件。3.根据权利要求2所述的跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱，其特征在于，所述长方体钢板箱的各部件之间，以及所述支撑件与相应刚性侧板、刚性端板之间均采用焊接方式进行固定。4.根据权利要求2所述的跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱，其特征在于，所述外层刚性箱体的两个刚性侧板内侧面上还设有若干弹簧外端安装槽，内层剪切可变板‑杆机构的边界侧板的外侧面相应位置设有若干弹簧内端安装槽；所述边界弹簧通过安装支座与所述弹簧外端安装槽、弹簧内端安装槽的配合固定在所述外层刚性箱体与内层剪切可变板‑杆机构之间。5.根据权利要求4所述的跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱，其特征在于，所述弹簧外端安装槽与弹簧内端安装槽分别采用焊接方式固定在相应的刚性侧板、边界侧板上。6.根据权利要求4所述的跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱，其特征在于，所述弹簧外端安装槽与弹簧内端安装槽的结构相同，且分别包括“U”型挡板以及设置于“U”型挡板内侧的插槽；其中，所述插槽用于插接配合边界弹簧的所述安装支座。7.根据权利要求6所述的跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱，其特征在于，所述边界弹簧的两端分别设置有一个所述安装支座；所述安装支座具体为插板，所述插板与所述弹簧外端安装槽或弹簧内端安装槽上的插槽插接配合。8.根据权利要求1～7任一所述的跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱，其特征在于，具体适用于隧道穿越断层界面的振动台模型试验，实现断层界面两侧不同围岩具有独立的柔性边界，模拟跨非活动断层在地震作用下断层界面两侧变形不协调效应及震致位错对隧道结构的影响。2CN113639947A说明书1/3页一种跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱技术领域[0001]本发明涉及隧道工程领域，特别涉及隧道大型振动台试验，具体涉及一种跨断层隧道整体剪切可变式柔性边界动力模型箱。背景技术[0002]自阪神地震、汶川地震发生以来，大量地下结构发生破坏，隧道工程震害较为明显。隧道严重受损破坏的事实使科研人员清醒的意识到，推动地下工程的抗震分析与评价理论的进步、发展尤为重要。[0003]目前，隧道地震响应问题的研究手段主要有现场调查、理论分析、数值模拟和模型试验四种。其中，基于振动台的模型试验能够直观、并且真实的