专利名称:地震扭波破坏模拟实验仪的制作方法
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。
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
以下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。
权利要求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。
专利摘要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。
文档编号G01V1/143GK2911706SQ20062011449
公开日2007年6月13日 申请日期2006年5月6日 优先权日2006年5月6日
发明者李泰来, 李泰临, 李泰丰 申请人:李泰来, 李泰临, 李泰丰