1.一种土木抗震试验设备,其特征在于:包括
加载设备,其具有用于提供震动效果的振动台;
土体模拟组件,包括土体槽和振动传感器组件,所述土体槽固定安装在振动台的顶面,所述土体槽为顶部敞开的槽体,所述土体槽内部的下层具有根据建筑设计实际施工地基情况设置的地基模拟层;
建筑模型,其包括地上建筑物模型和建筑物基础模型,所述建筑模拟安置在地基模拟层顶面;
在所述土体槽内部、地基模拟层顶面填充与建筑实际施工周围土体力学性能匹配的建筑周围土体模拟层,所述地基模拟层和/或建筑周围土体模拟层的内部且临近建筑模型设有若干个用于检测建筑模型预埋建筑周围土体模拟层内部在震动过程中抗震参数的检测装置。
2.根据权利要求1所述的一种土木抗震试验设备,其特征在于:所述建筑模型为地上建筑物模型和建筑物基础模型可拆卸的分体式模型。
3.根据权利要求2所述的一种土木抗震试验设备,其特征在于:所述土体槽的侧壁具有若干个水平插孔,所述建筑周围土体模拟层的内部设有若干个土体层预制孔,该土体层预制孔的两端分别与水平插孔和建筑物基础模型相对,所述检测装置包括水平震动检测杆,该水平震动检测杆由土体槽的外侧从水平插孔插装至土体层预制孔,水平震动检测杆的前端为检测部,水平震动检测杆的前端与所述建筑物基础模型的侧面抵接,水平震动检测杆用于检测模拟震动产生的横波对建筑物基础模型的影响。
4.根据权利要求3所述的一种土木抗震试验设备,其特征在于:所述水平震动检测杆具有若干层,且水平震动检测杆垂向布置。
5.根据权利要求3所述的一种土木抗震试验设备,其特征在于:所述土体槽的底壁设有若干个竖直插孔,所述地基模拟层的内部对应建筑物基础模型底面位置设有若干个地基层预制孔,且地基层预制孔的两端分别与竖直插孔和建筑物基础模型底面相对,所述检测装置包括垂向震动检测杆,该垂向震动检测杆由土体槽的底面从竖直插孔插装至地基模拟层中,垂向震动检测杆的前端为检测部,垂向震动检测杆的前端与所述建筑物基础模型的底面抵接,垂向震动检测杆用于检测模拟震动产生的纵波对建筑物基础模型的影响。
6.根据权利要求5所述的一种土木抗震试验设备,其特征在于:所述垂向震动检测杆和水平震动检测杆的结构相同,均包括主杆、旋接头、推杆、复位弹簧和距离传感器,所述主杆和选接头均为管状结构,所述旋接头通过螺纹旋接的方式可拆卸的安装在主杆的前端,且旋接头安装在主杆前端后,主杆和旋接头的外部连接处平滑过渡,所述主杆内部靠近前端位置具有结构板,所述旋接头的内部具有前端板,前端板上开设有贯穿前端板的安装导向孔,所述推杆安装在安装导向孔中并可沿安装导向孔前后滑动,所述推杆的前部设置有与建筑物基础模型检测处外形匹配的仿形片,所述推杆的后端设有尾板,所述复位弹簧安装在主杆内,且复位弹簧的两端分别抵接结构板和尾板,所述旋接头的内壁设有用于限制推杆最大复位位置的限位凸起,所述距离传感器设置在限位凸起和前端板之间,距离传感器的检测端朝向尾板,以监测尾板在主杆内的滑动长度。
7.一种土木抗震试验设备的布置方法,用于布置如权利要求5所述的土木学习的抗震试验设备,其特征在于:包括以下步骤,
步骤1、在空地上放置土体槽,将纵模杆由土体槽下方插入竖直插孔中,其中纵模杆的长度为地基模拟层的预设厚度,将地基模拟沙土材料投入土体槽,压实地基模拟沙土直至达到地基模拟层的预设性能和厚度,磨平地基模拟层的顶面,使地基模拟层的顶面与纵模杆的顶端平齐,完成地基模拟层的布置;
步骤2、将建筑物基础模型放置在地基模拟层上,建筑物基础模型的底面与纵模杆的顶端相对,横模杆由土体槽的外侧由水平插孔插入到土体槽中,横模杆的前端抵接建筑物基础模型,将建筑周围土体沙土投入土体槽,处理建筑周围土体沙土直至达到建筑周围土体模拟层的预设性能和厚度,此时建筑物基础模型完全埋入建筑周围土体模拟层内,完成建筑周围土体模拟层的布置;
步骤3、拔出纵模杆,拔出横模杆,地基模拟层内形成地基层预制孔,建筑周围土体模拟层内形成土体层预制孔,将垂向震动检测杆和水平震动检测杆分别插入到对应的地基层预制孔和土体层预制孔中,完成垂向震动检测杆和水平震动检测杆的布置;
步骤4、将土体槽移至震动台,将土体槽固定至震动台,在震动台和土体槽之间建立拉索,使震动台和土体槽硬连接;将地上建筑物模型按照模型结构连接至建筑物基础模型,完成建筑模型的构建和安装;
步骤5、按照常规试验方法在震动台设置震动加载检测传感器,在地上建筑物模型安装形变传感器,完成土木抗震试验设备试验前准备工作。
8.根据权利要求7所述的土木抗震试验设备的布置方法,其特征在于:如横模杆需要布置多层时,首先在地基模拟层顶面和最下层的横模杆之间的高度构建建筑周围土体模拟层,放置最下层的横模杆,然后构建最下层横模杆和次下层横模杆之间的建筑周围土体模拟层,以此循环完成建筑周围土体模拟层和所有横模杆的布置。
9.根据权利要求7所述的土木抗震试验设备的布置方法,其特征在于:在横模杆只有一层时,在横模杆的前段下方布置由石蜡材质设置的支架,完成建筑周围土体模拟层的布置后,加热烘烤土体槽使支架融化。
10.根据权利要求7所述的土木抗震试验设备的布置方法,其特征在于:在步骤2中,当建筑周围土体沙土为实际建筑施工位置周围取样沙土时,通过压实的方法处理建筑周围土体沙土;
当建筑周围土体沙土为人工沙土时,建筑周围土体模拟层制作前,首先将地基模拟层的顶面铺设塑料薄膜,将呋喃树脂和砂子充分混合后快速填入土体槽,压实呋喃树脂和砂子的混合物,完成建筑周围土体模拟层填充后,拔出横模杆,从横模杆通入足量硬化气体,完成呋喃树脂和砂子混合物的硬化。