CN2911706Y - 地震扭波破坏模拟实验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地震扭波破坏模拟实验仪，可以用来模拟地震扭波的产生，属于实施结构地震振动模拟实验用仪器。它包括支撑架、实验平台、振荡器、调控机构和仪表盘，其支撑架由竖直边框和水平底板组成；实验平台的四周固定在支撑架竖直边框上；振荡器位于实验平台下方，上端与实验平台密接，振荡器呈筒形，内部装有冲击振源；调控机构一端与振荡器相连，另一端固定在支撑架的水平底板上；仪表盘安装在支撑架竖直边框的侧面。具有实验平台在实验时只振动而不是整体摇晃，可模拟地震扭波，模拟地震波的产生、传播和破坏全过程，而且结构简单、造价低、工作可靠、易于推广使用等优点。

Description

地震扭波破坏模拟实验仪

技术领域

本实用新型涉及一种地震扭波破坏模拟实验仪，可以用来模拟地震扭波的产生，属于实施结构地震振动模拟实验用仪器。

背景技术

过去人们一直认为：地震波只有两种，一种是纵波，另一种是横波，地震破坏主要是由横波造成的，人们主要是通过蹦床式上下振动模拟纵波，用摇床式水平摇晃模拟横波。迄今为止，机械式、电磁式、液压式等地震模拟振动台已问世并投入使用。但是，这些实验仪器不论是一维的、二维的、三维的，都是利用外部力量使实验平台连同其上的待测物体一起定向摇晃，将物体破坏，而非振坏。而且，这些实验仪器的价格昂贵、结构复杂、不易普及和推广。

实际上，地震波有三种，除纵波和横波外，本实用新型的发明人于1979年又发现了“扭波”，并发表了第一篇论文，题为“扭波与地震”。在实际地震中，不论是在振动强度上和持续时间上，还是在对物体的破坏程度上，扭波都远远超过纵波和横波，地震破坏主要是扭波造成的，该理论已于1992年在李泰来所著《第二代地质学》一书中详细论述，并于1996年被列入中国地质学会编辑出版的《中国地质学最新进展》一书，代表中国的最新研究成果提交给第三十届国际地质大会，并在大会上作了展讲，最近，这项研究成果又被纳入《最新科学发现》，列为第55项新发现，这一理论引起全世界的关注。如果没有一台模拟实验仪，那么扭波的产生、传播和破坏全过程如何向人们模拟展示呢？

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种实验平台在实验时只振动而不是整体摇晃，可模拟地震扭波，模拟地震波的产生、传播和破坏全过程，而且结构简单、造价低、工作可靠、易于推广使用，供研究地震理论和抗震减灾用的地震扭波破坏模拟实验仪。

本实用新型包括支撑架、实验平台、振荡器、调控机构和仪表盘，其支撑架由竖直边框和水平底板组成；实验平台的四周固定在支撑架竖直边框上；振荡器位于实验平台下方，上端与实验平台密接，振荡器呈筒形，内部装有冲击振源；调控机构一端与振荡器相连，另一端固定在支撑架的水平底板上；仪表盘安装在支撑架竖直边框的侧面。

所述的振荡器顶面中心部位上凸，上凸顶端呈圆弧形，与实验平台中心呈点状接触。

所述的调控机构可以是机械式，由调控轴和调控轴轴承组成，轴承安装在支撑架的底板上，调控轴安装在轴承中，调控轴中段呈椭圆形。

所述的调控机构还可以是液压升降式、电磁式、气动式。

本实用新型具有以下优点：

1、可模拟地震扭波，模拟地震波的产生、传播和破坏全过程，实验平台在实验时只振动而不是整体摇晃；

2、振荡器的设计结构，不再是单纯的上下振动，增添了水平旋扭成分，可产生更多的“扭波”。

3、结构简单、造价低、工作可靠、易于推广使用。

附图说明

图1是本实用新型的实施例一的横剖面图。

图2是本实用新型的实施例二的横剖面图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型作进一步详述：

实施例一、如图1所示，本实用新型包括支撑架、实验平台2、振荡器3、调控机构9和仪表盘6，其支撑架由竖直边框10和水平底板8组成；实验平台2为弹性平板，如钢板等，它的四周固定在支撑架竖直边框10上；调控机构9是机械式，由一个调控轴5和二个轴承1组成，二个轴承1分别安装在支撑架的底板8上，调控轴5装在轴承1中，调控轴5中段呈椭圆形，调控轴5的一端延伸到装有仪表盘6的竖直边框10之外，在其上安装一个旋钮7，用于改变椭圆形调控轴表面高度，使上覆振荡器3上下位移，改变振荡器振幅，进而改变实验平台2和扭波的振幅，改变扭波破坏烈度；振荡器3位于实验平台2下方，上端与实验平台2密接，下端放置在调控轴5中段上，振荡器3呈筒形，内部装有冲击振源4，振源4可以是冲击电机、冲击钻等能够激振的器件，所述的振荡器3顶面中心部位上凸，上凸顶端呈圆弧形，与实验平台2中心呈点状接触，振荡器3的这种设计结构，不再是单纯的上下振动，增添了水平旋扭成分，从而让人们更清楚地了解“扭波”这一新的地震波；仪表盘6安装在支撑架竖直边框10的侧面，仪表盘6上设有电器控制开关。

工作过程及原理：接通电源，按点动开关或长动开关，振源4开始振动，带动振荡器3振动，推动实验平台2振动，输出“扭波”，“扭波”进入实验平台上的待实验物体，在物体内部合成扭力矩，沿物体薄弱带将物体扭断扭散，断块继续扭转平移，直至失去下面物体的支撑，铅直坠落。

本实用新型振荡器的振动同所有机械振动一样，都要在传播过程中分解产生纵波、横波和扭波等三种弹性波，由于振荡器3并非单纯上下振动，具有水平扭转成分，致使从实验平台2向外传播的弹性波以扭波为主，用小球在实验平台上检验，均为多向旋扭，并将多向旋扭振动依次上传，具有典型的扭波特征，少量的纵波和横波完全淹没在扭波振动中，不再具有独立的上下颤动的纵波特征，也不见定向水平摇晃的横波震动，在实验平台2上显现的和起破坏作用的基本上是扭波。

实施例二、如图2所示，所述的调控机构9可以是液压升降式、电磁式、气动式，振源4可用液压器件、电磁器件、风动振动器件等，做大型模拟实验时，调控机构9可改用升降机。其它结构及工作过程及原理同实施例一。

本实用新型通过长动开关和点动开关，可连续模拟观察到所有的地震破坏过程和破坏程度，也可定格展现地震破坏的瞬间状态。通过模拟地震扭波的产生、传播和破坏作用，为抗震减灾和制定新的抗震设计规范提供科学依据，是研究地震理论和地震破坏机制所必需的仪器。

Claims (3)

1、一种地震扭波破坏模拟实验仪，包括支撑架、实验平台、振荡器、调控机构和仪表盘，其特征在于：

支撑架由竖直边框和水平底板组成；实验平台的四周固定在支撑架竖直边框上；振荡器位于实验平台下方，上端与实验平台密接，振荡器呈筒形，内部装有冲击振源；调控机构一端与振荡器相连，另一端固定在支撑架的水平底板上；仪表盘安装在支撑架竖直边框的侧面。

2、根据权利要求1所述的地震扭波破坏模拟实验仪，其特征在于振荡器顶面中心部位上凸，上凸顶端呈圆弧形，与实验平台中心呈点状接触。

3、根据权利要求1所述的地震扭波破坏模拟实验仪，其特征在于所述的调控机构由调控轴和轴承组成，轴承分别安装在支撑架的底板上，调控轴安装在轴承中，调控轴中段呈椭圆形。