一种地基土动力学特性反向模拟试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种地基土动力学特性反向模拟试验装置，属于岩土工程技术领域。


背景技术：

2.研究固体在土壤介质中的高速碰撞是一项复杂的任务，涉及其各种物理力学性质。然而，固体与土壤介质的碰撞相互作用尚未得到充分的试验研究。现有的正向冲击试验中，在准静态贯入阶段，作用于各种几何形状的冲击器上的整体载荷是使用贯入深度的时间历程和poncelet或resal型运动方程确定的。然而，这些方法无法可靠地确定初始非平稳阶段的力特性。同时固体在土壤介质中的连续高速碰撞更加复杂，例如工程应用中的强夯法。强夯法使用之前一般都需要在施工现场先进行必要的试夯，然后再进行相关施工参数的调整；对于外部环境的影响，不仅表现为对周围的建筑物可能产生的振动、振害、噪音的影响，而且在城市人口及建筑物相对密集的地区，强夯法的使用会受到相应的限制。因此，室内模拟地基强夯法成为如今研究的热点问题之一，现使用的室内强夯试验有：静力触探试验，动力触探试验等。其方法都是在夯后地基土上进行单次贯入，无法主动控制土体夯实度情况，进而无法描述土体在夯实过程中的动力学性质。所以有必要研发一种可实现固体与土壤介质单次或连续高速碰撞的冲击试验装置。


技术实现要素：

3.本实用新型目的是提供了一种地基土动力学特性反向模拟试验装置，用以解决现有冲击试验不能观测夯实过程中地基土实时动力特性变化等缺点。
4.本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
5.一种地基土动力学特性反向模拟试验装置，其特征在于，包括结构架、真空箱、探头、电磁发射器、超声波探伤仪、试样弹夹；所述真空箱固定于结构架内部，所述真空箱顶部设置有通孔，所述探头穿过通孔通过伸缩式阻尼减震器固定于结构架；所述真空箱顶部还设置有伸缩式超声波探伤仪，所述真空箱两相对面分别设置有x射线机和高速摄像机，所述真空箱底部设置有电磁发射器，所述电磁发射器底部侧边设置有放置试样弹夹的侧边孔。
6.优选的，所述电磁发射器底部通过阻尼减震器固定于结构架。
7.优选的，电磁发射器发射口设置有用于探测电磁发射速度的电传感器。
8.优选的，所述式样模具中部凹陷填充有式样，所述式样内部设置有电压传感器，所述式样模具凹陷开口处有pet层。
9.优选的，所述pet层厚度为0.01mm。
10.本实用新型的优点在于：本实用新型克服了现有室内夯实试验测量土体性质的不足。反向冲击试验可使带有加速计的撞针至少在初始碰撞时刻是静止的，能够精确计算出试样与探头撞击时产生的力，解决了正向冲击试验不能可靠地确定初始非平稳阶段的力特性的不足。其设置阻尼减震器保证较大速度冲击时的装置安全；使用电磁发射器可以给予
试样和探头较快的初速度，同时，同时通过伸缩装置控制试样和探头在电磁发射器的位置来控制初始速度；本装置发生撞击场所为真空装置，可以排除更多的外界（温度、湿度、风力等）影响；通过反向冲击的方法能够更好的了解地基土实时的动力特性，对研究固体与土壤介质单次撞击或夯体与土壤介质连续撞击实时性质具有重要意义。
附图说明
11.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
12.图1为本实用新型结构示意图。
13.图2为本实用新型式样模具结构示意图。
14.图中：1—试样模具、2—试样弹夹、3—高速摄影机、4—x射线机、5—真空箱、6—伸缩式超声波探伤仪、7—探头、8—伸缩式阻尼减震器、9—电磁发射器、10—伸缩平台、11—电传感器、12—结构架、13—阻尼减震器、101—pet层、102—电压传感器。
具体实施方式
15.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做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。
16.一种地基土动力学特性反向模拟试验装置，包括结构架12、真空箱5、探头7、电磁发射器9、超声波探伤仪6、试样弹夹2；所述真空箱5固定于结构架12内部，所述真空箱5顶部设置有通孔，所述探头穿过通孔通过伸缩式阻尼减震器8固定于结构架12；所述真空箱5顶部还设置有伸缩式超声波探伤仪6，所述真空箱5两相对面分别设置有x射线机4和高速摄像机3，所述真空箱5底部设置有电磁发射器9，所述电磁发射器9底部侧边设置有放置试样弹。电磁发射器9发射口设置有用于探测电磁发射速度的点传感器11。所述式样模具1中部凹陷填充有式样，所述式样内部设置有电压传感器102，所述式样模具1凹陷开口处有pet层101。所述pet层101厚度为0.01mm。
17.所述伸缩式阻尼减震器8，用来隔振降噪，隔振，降低冲击试验时对设备的磨损；试验探头7用来冲击试样和试样冲击时测量试样与探头7产生的侧摩阻力和锥尖阻力；所述真空箱5用来试验发生的场所；所述x射线机4用来确定穿透深度的时间历程，准确的可视化冲击过程中试样坑洞的行程和试样冲击过程中颗粒之间的排列、分布、孔隙和连通的变化；高速摄影机3结合图像测速技术测定式样的速度和探头7的速度，当反向试验时，方便观察土样撞击式样的过程，通过获得冲击器和试样目标之间相互作用过程的阴影图片，然后根据该图片构建穿透深度的时间历程，并确定穿透准稳态阶段的穿透阻力系数；电传感器11用来测定试验发射的速度；底座阻尼减震器13用来正向试验的隔振降噪，隔振，降低冲击试验时对设备的磨损；伸缩平台10用来调节土样在电磁发射器的位置，调节发射速度；试样弹夹2用来储存试样，方便连续的冲击试验；伸缩式超声波探伤仪14，用来探测撞击对探头内部和外部的损伤。
18.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本
实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种地基土动力学特性反向模拟试验装置，其特征在于，包括结构架（12）、真空箱（5）、探头（7）、电磁发射器（9）、超声波探伤仪（6）、试样弹夹（2）；所述真空箱（5）固定于结构架（12）内部，所述真空箱（5）顶部设置有通孔，所述探头穿过通孔通过伸缩式阻尼减震器（8）固定于结构架（12）；所述真空箱（5）顶部还设置有伸缩式超声波探伤仪（6），所述真空箱（5）两相对面分别设置有x射线机（4）和高速摄像机（3），所述真空箱（5）底部设置有电磁发射器（9），所述电磁发射器（9）底部侧边设置有放置试样弹夹（2）的侧边孔。2.根据权利要求1所述的地基土动力学特性反向模拟试验装置，其特征在于，所述电磁发射器（9）底部通过阻尼减震器（13）固定于结构架（12）。3.根据权利要求1所述的地基土动力学特性反向模拟试验装置，其特征在于，所述电磁发射器（9）底部还设置有用于调整式样模具（1）位置的伸缩平台（10）。4.根据权利要求1所述的地基土动力学特性反向模拟试验装置，其特征在于，电磁发射器（9）发射口设置有用于探测电磁发射速度的电传感器（11）。5.根据权利要求3所述的地基土动力学特性反向模拟试验装置，其特征在于，所述式样模具（1）中部凹陷填充有式样，所述式样内部设置有电压传感器（102），所述式样模具（1）凹陷开口处有pet层（101）。6.根据权利要求5所述的地基土动力学特性反向模拟试验装置，其特征在于，所述pet层（101）厚度为0.01mm。

技术总结
本实用新型提供了一种地基土动力学特性反向模拟试验装置，包括结构架、真空箱、探头、电磁发射器、超声波探伤仪、试样弹夹；所述真空箱固定于结构架内部，所述真空箱顶部设置有通孔，所述探头穿过通孔通过伸缩式阻尼减震器固定于结构架；所述真空箱顶部还设置有伸缩式超声波探伤仪，所述真空箱两相对面分别设置有X射线机和高速摄像机，所述真空箱底部设置有电磁发射器，所述电磁发射器底部侧边设置有放置试样弹夹的侧边孔。本实用新型克服了现有室内夯实试验测量土体性质的不足，能够精确计算出试样与探头撞击时产生的力，解决了正向冲击试验不能可靠地确定初始非平稳阶段的力特性的不足。不足。不足。


技术研发人员：郭文龙
受保护的技术使用者：郭文龙
技术研发日：2022.12.21
技术公布日：2023/8/13