桩土相互作用振动台试验中砂土液化与给水的方法及装置

摘要

本发明涉及一种桩土相互作用振动台试验中砂土液化与给水的方法及装置，该方法按以下步骤进行：（1）提供一钢箱，所述钢箱内腔中心竖设有桩；（2）将至少一根进水硬管竖直固定于钢箱内壁；（3）往钢箱内自下而上依次交叉盛装有至少一砂土层和至少一粘土层，盛装时在各砂土层中预定的高度位置水平铺设相应的出水软管，同时将各层的出水软管进水端与相应的进水硬管下端相连接，所述出水软管周侧均匀开设有若干个出水小孔，实现砂土定点液化；（4）将进水硬管上端连接至相应的进水软管，所述进水软管上安装有水表，实现定量给水。本发明实现了预定层沙土的定量给水和液化，降低了操作难度，减少了实验成本，提高了模拟沙土液化实验沙土含水量的准确度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种桩土相互作用振动台试验中砂土液化与给水的方法及装置，特别适用于地震模拟振动台桩土相互作用试验。

背景技术

沙土在中国分布广泛，在地震作用下，某些沙土可能发生液化现象，尤其近几年地震活动相当频繁，砂土液化给人类带来了巨大的经济损失和人员伤亡，一些地区的砂土液化危害甚至比地震本身还要大很多。因此，研究地震作用下砂土液化现象非常重要，实验室中模拟砂土液化的沙土含水量必须严格控制，因此定量的给水装置就显得格外重要。

然而，国内外现有的技术标准及规范都没有对沙土加水装置提出明确规定，仅仅对加水量提出了一定范围。很多国内外沙土液化实验均指出含水量或多或少是实验的关键因素之一，但并没有给出一个方便可行的方法。

因此，有必要设计一种用于桩土相互作用振动台试验中桩土相互作用振动台试验中砂土液化与给水的方法及装置，不是繁杂粗糙地给水，而是简单精确地给水，从而使得模拟砂土液化试验时能确保具有良好的沙土含水率。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种操作方便、精确控制的桩土相互作用振动台试验中砂土液化与给水的方法及装置。

为了实现上述目的，本发明的一技术方案是：一种用于桩土相互作用振动台试验中砂土定点液化与定量给水的方法，按以下步骤进行：

（1）提供一钢箱，所述钢箱内腔中心竖设有桩；

（2）将至少一根进水硬管竖直固定于钢箱内壁；

（3）往钢箱内自下而上依次交叉盛装有至少一砂土层和至少一粘土层，盛装时在各砂土层中预定的高度位置水平铺设相应的出水软管，同时将各层的出水软管进水端与相应的进水硬管下端相连接，所述出水软管周侧均匀开设有若干个出水小孔，实现砂土定点液化；

（4）将进水硬管上端连接至相应的进水软管，所述进水软管上安装有水表，实现定量给水。

进一步的，所述出水软管在相应砂土层中水平环绕一圈。

进一步的，所述进水硬管的长度等于拟液化砂土层中出水软管至钢箱上边缘的距离。

进一步的，所述进水硬管下端伸入至拟液化砂土层的中间位置。

为了实现上述目的，本发明的另一技术方案是：一种用于桩土相互作用振动台试验中砂土定点液化与定量给水的装置，包括钢箱，所述钢箱内腔中心竖设有桩，所述钢箱内自下而上依次交叉盛装有至少一砂土层和至少一粘土层，所述砂土层中预定的高度位置埋设有出水软管，所述出水软管周侧均匀开设有若干个实现砂土液化的出水小孔，所述钢箱内壁固定有至少一根下端与相应砂土层的出水软管进水端相连接的进水硬管，所述进水硬管上端连接至相应的进水软管，所述进水软管上安装有定量进水的水表。

进一步的，所述出水软管在相应砂土层中水平环绕一圈。

进一步的，所述进水硬管的长度等于拟液化砂土层中出水软管至钢箱上边缘的距离。

进一步的，所述进水硬管下端伸入至拟液化砂土层的中间位置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在给水状态下，可以通过水表精确地知道进入沙土中的水量，且出水软管的均匀孔洞使得水分布平均，实现了预定层沙土的定量给水和液化，具有结构简单、制作容易、使用方便且结果准确等优点，既降低了操作难度，又减少了实验成本，且提高了模拟沙土液化实验沙土含水量的准确度。

附图说明

图1为本发明实施例的立面示意图。

图2为本发明实施例的剖面示意图。

图中：1-桩，2-出水软管，3-进水软管，4-进水硬管，5-水表，6-钢箱，7-粘土层，8-砂土层。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1~2所示，一种用于桩土相互作用振动台试验中砂土定点液化与定量给水的方法，按以下步骤进行：

（1）提供一钢箱6，所述钢箱6内腔中心竖设有桩1；

（2）将至少一根进水硬管4竖直固定于钢箱6内壁；

（3）往钢箱6内自下而上依次交叉盛装有至少一砂土层8和至少一粘土层7，盛装时在各砂土层8中预定的高度位置水平铺设相应的出水软管2，同时将各层的出水软管2进水端与相应的进水硬管4下端相连接，所述出水软管2周侧均匀开设有若干个出水小孔，实现砂土定点液化；

（4）将进水硬管4上端连接至相应的进水软管3，所述进水软管3上安装有水表5，实现定量给水。

在本实施例中，为了使得液化效果更好，所述出水软管2在相应砂土层8中水平环绕一圈，确定了相应的液化区域；当然，所述出水软管2的水平设置方式并不局限于此，还可以环绕多圈等。

在本实施例中，所述进水硬管4的长度由拟发生液化的砂土层8深度决定的，即等于拟液化砂土层8中出水软管2至钢箱6上边缘的距离，实现了定点液化。优选的，所述进水硬管4下端伸入至拟液化砂土层8的中间位置。

在本实施例中，所述水表5在给定的工作水流状态下不影响水流的正常运行，具有足够的量程以不至于水量过大超过其测量范围，且可以准确地指示进水量，并使进入砂土层8的水量非常均匀。在给水的状态下，可通过水表5查看拟液化砂土层8中的水量，通过进水量的计算，可以确切地知道钢箱6中相应砂土层8的含水率，实现定量给水。

如图1~2所示，一种用于桩土相互作用振动台试验中砂土定点液化与定量给水的装置，包括钢箱6，所述钢箱6内腔中心竖设有桩1，所述钢箱6内自下而上依次交叉盛装有至少一砂土层8和至少一粘土层7，所述砂土层8中预定的高度位置埋设有出水软管2，所述出水软管2周侧均匀开设有若干个实现砂土液化的出水小孔，所述钢箱6内壁固定有至少一根下端与相应砂土层8的出水软管2进水端相连接的进水硬管4，所述进水硬管4上端连接至相应的进水软管3，所述进水软管3上安装有定量进水的水表5。

在本实施例中，为了使得液化效果更好，所述出水软管2在相应砂土层8中水平环绕一圈，但并不局限于此，还可以环绕多圈。

在本实施例中，所述进水硬管4的长度由拟发生液化的砂土层8深度决定的，即等于拟液化砂土层8中出水软管2至钢箱6上边缘的距离，实现了定点液化。优选的，所述进水硬管4下端伸入至拟液化砂土层8的中间位置。

在本实施例中，所述进水软管3与外来水设备相连接，所述水表5在外来水的驱动下正常运转，以数字的形式指示了进入沙土中的含水量，降低操作难度，减少实验成本，提高模拟砂土液化实验沙土含水量的准确度。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的用于桩土相互作用振动台试验中砂土定点液化与定量给水的方法及装置。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。