一種疊層剪切箱的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及抗震試驗技術領域，尤其涉及一種疊層剪切箱。
【背景技術】
[0002]在油氣管道抗震試驗中，必須設計一個容器來盛放土體使其保持一定的形狀。由于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(fā)射和散射都會對試驗結果產(chǎn)生較大影響，即所謂的“模型箱效應”。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。
[0003]在目前的振動臺試驗中，在模擬土體剪切變形方面較為理想的模型箱為剪切箱。剪切箱通常是由10?20層鋼框疊合而成，相鄰兩層鋼框可以相對滑移。
[0004]但是由于現(xiàn)有剪切箱邊界的波動反射較大而產(chǎn)生的邊界效應，導致難以反映土層的實際地震響應。
[0005]上述論述的目的在于提供可能與下面將被描述和/或主張的本實用新型有關的背景信息和相關技術，以利于更好的理解本實用新型的各個方面。因此，應從這個角度閱讀上述論述，而不是承認現(xiàn)有技術。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種疊層剪切箱，減小邊界效應的影響，以解決現(xiàn)有剪切箱難以反映土層的實際地震響應的技術問題。
[0007]本實用新型實施例提供的一種疊層剪切箱，包括:剛性底座、疊層箱體、限位機構，側限板；所述剛性底座安裝在振動臺上，所述疊層箱體位于所述剛性底座上面，在所述疊層箱體的兩個第一側面外設置有所述限位機構，所述限位機構固定在所述剛性底座上，在所述疊層箱體的兩個第二側面上均設置有所述側限板；其中，所述第一側面平行于所述振動臺的振動方向，所述第二側面垂直于所述振動方向。
[0008]優(yōu)選的，所述疊層箱體由多層矩形鋼框架疊合而成，相鄰兩層所述矩形鋼框架之間安裝有滑動機構支撐。
[0009]優(yōu)選的，所述疊層剪切箱還包括:橡膠墊，所述橡膠墊覆蓋于所述疊層箱體的內(nèi)壁。
[0010]優(yōu)選的，所述疊層箱體的至少一個中間層的所述矩形鋼框架為單側開口矩形，所述疊層箱體的頂層所述矩形鋼框架為封閉矩形，所述疊層箱體的底層所述矩形鋼框架為封閉矩形。
[0011]優(yōu)選的，所述側限板包括多塊獨立鋼板，多塊所述獨立鋼板分別固定在所述第二側面上。
[0012]優(yōu)選的，所述限位機構為平行正對的至少兩組矩形門架式框架。
[0013]優(yōu)選的，所述剛性底座由組合鋼梁和固定在所述組合鋼梁上面的鋼板組成。
[0014]優(yōu)選的，所述滑動機構包括:導向槽，固定槽，滑動組件；所述導向槽固定在所述矩形鋼框架的底部，所述固定槽固定在所述矩形鋼框架的頂部，所述滑動組件設置在所述固定槽內(nèi)，相鄰兩層所述矩形鋼框架疊合時，下層所述矩形鋼框架的所述固定槽插入到上層所述矩形鋼框架的所述導向槽中；其中，所述滑動組件帶動上層所述矩形鋼框架沿所述導向槽移滑，使得相鄰兩層所述矩形鋼框架間定向水平的相對滑移。
[0015]本實用新型提供的一個或多個技術方案，至少實現(xiàn)了如下技術效果或優(yōu)點:
[0016]1、由于本實用新型實施例中的疊層剪切箱，疊層箱體位于剛性底座上面，則基于疊層箱體可以模擬出地基的水平層狀變形；疊層箱體的兩個第一側面外設置有限位機構，限位機構固定在剛性底座上，則限位機構限制疊層箱體的垂直運動和平面扭轉運動，在疊層箱體的兩個第二側面上均設置有側限板。通過側限板的數(shù)量能夠改變疊層箱體的側向剛度，基于上述三點優(yōu)化了疊層剪切箱運動的獨立性與相關性間的關系，從而減小了剪切箱邊界的波動反射，因此，疊層剪切箱能夠和原型基本保持一致，解決現(xiàn)有了剪切箱難以反映土層的實際地震響應的技術問題。進而由于疊層剪切箱能夠和原型基本保持一致，不同埋深管道在地震激勵或斷層錯動模擬下試驗均能夠反映土層的實際地震響應，提高了油氣管道抗震試驗的準確性。
[0017]2、由于本實用新型實施例中的疊層剪切箱，至少一個中間層的矩形鋼框架為單側開口矩形，可以配合外部加載裝置安全使用，進而更好地用以研究不同埋深管道在同一斷層錯動作用下的力學性能。
[0018]3、本實用新型實施例中的疊層剪切箱構造簡單，因此制作、安裝和應用更方便。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)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實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本實用新型實施例中疊層剪切箱的主視圖；
[0021]圖2為本實用新型實施例中疊層剪切箱的左視圖；
[0022]圖3為本實用新型實施例中疊層剪切箱的右視圖；
[0023]圖4為本實用新型實施例中剛性底座的俯視圖；
[0024]圖5為本實用新型實施例中封閉鋼框的俯視圖；
[0025]圖6為本實用新型實施例中開口鋼框的俯視圖；
[0026]圖7為本實用新型實施例中一種滑動機構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]為了解決現(xiàn)有剪切箱難以反映土層的實際地震響應的技術問題，本實用新型實施例提供了一種疊層剪切箱，總體思路如下:
[0028]設置疊層箱體位于剛性底座上面，則基于疊層箱體可以模擬出地基的水平層狀變形；疊層箱體的兩個第一側面外設置有限位機構，限位機構固定在剛性底座上，則限位機構限制疊層箱體的垂直運動和平面扭轉運動，在疊層箱體的兩個第二側面上均設置有側限板，從而通過側限板的數(shù)量能夠改變疊層箱體的側向剛度。
[0029]基于上述三點優(yōu)化了疊層剪切箱運動的獨立性與相關性間的關系，從而減小了剪切箱邊界的波動反射，進而減小了邊界效應，因此，疊層剪切箱能夠和原型基本保持一致，解決現(xiàn)有了剪切箱難以反映土層的實際地震響應的技術問題。疊層剪切箱能夠和原型基本保持一致，進行不同埋深管道在地震激勵或斷層錯動模擬下試驗均能夠反映土層的實際地震響應，提高了油氣管道抗震試驗的準確性。
[0030]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，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，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0031]參考圖1?圖3所示，本實用新型實施例提供的疊層剪切箱，包括:剛性底座1、疊層箱體2、限位機構3，側限板4。
[0032]其中，剛性底座1安裝在振動臺上，疊層箱體2位于剛性底座1上面，在疊層箱體2的兩個第一側面外設置有限位機構3，所設置的限位機構3的底端固定在剛性底座1上，在疊層箱體2的兩個第二側面上均設置有側限板4。第一側面平行于振動臺的振動方向，第二側面垂直于振動臺的振動方向。
[0033]具體的，參考圖4所示，剛性底座1由組合鋼梁1-1與鋼板1-2組成，鋼板1_2焊接在組合鋼梁1-1的上面。在具體實施過程中，組合鋼梁1-1可以為矩形、“田”字型、“日”字型等等。其中，“田”字型的組合鋼梁1-1的平衡性更好，能夠防止在疊層剪切箱在吊裝過程中出現(xiàn)危險情況。在組合鋼梁1-1的邊緣鋼梁上開有多個安裝孔1-3，所開安裝孔1-3用于通過固定件固定剛性底座1到振動臺上。
[0034]疊層箱體2由多層矩形鋼框架疊合而成，相鄰兩層矩形鋼框架之間安裝有滑動機構5支撐。
[0035]具體的，由兩種不同的矩形鋼框架疊合形成疊層箱體2，一部分矩形鋼框架為封閉矩形的封閉鋼框6，封閉鋼框6的具體形狀參考圖5所示?；瑒訖C構5設置在封閉鋼框6的相對兩個邊上。在具體實施過程中，封閉鋼框6可以由4根直鋼管焊接端部而成，封閉鋼框6也可以通過固定件固定4根直鋼管的端部而成，封閉鋼框6還可以為一體成型。
[0036]另一部分矩形鋼框架為單側開口矩形的開口鋼框7，開口鋼框7的具體形狀參考圖6所示。在具體實施過程中，開口鋼框7可以由5根直鋼管焊接而成，也可以通過固定件固定5根直鋼管的端部而成。其中，5根直鋼管中:有3根相同長度的直鋼管，其余2根直鋼管的總長度小于前述3根直鋼管的單個長度。形成開口鋼框7也可以為一體成型、或者由封閉鋼框6根據(jù)開口尺寸需求繼續(xù)加工而成。
[0037]基于多層封閉鋼框6和多層開口鋼框7組合形成的疊層箱體2，疊層箱體2的至少一個中間層的矩形鋼框架為開口鋼框7，疊層箱體2頂層的矩形鋼框架為封閉鋼框6，疊層箱體2