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一种基于土体残余强度的振动设备及实现方法

阅读：320发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种基于土体残余强度的振动设备及实现方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于土体残余强度的振动设备及实现方法，包括不锈钢底座、夹套、激振传导圆柱薄片、激振器电机、刚性支座、与激振器电机相贴合的金属保护外壳和连杆。本发明属于土木工程精密测试仪器领域，利用振动性质变化而研究建筑物地基或周边土体残余强度的新型振动设备。本发明对研究降低振动仪器工作时产生的振动影响有明显效果，并在专用塑料外部设置金属保护壳。与现有技术中已公开的发明专利相比，该种基于土体残余强度的振动设备稳定实用，内部结构相对简单，并且维护成本低，振动效果较好，可广泛应用于研究振动影响的有关实验。，下面是一种基于土体残余强度的振动设备及实现方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于土体残余强度的振动设备，其特征在于：所述振动设备包括承载标准土样的不锈钢底座(1)和为所述标准土样提供振动的激振器组件，所述不锈钢底座(1)包括不锈钢底座(1)本体、内嵌于所述本体的带有空腔的铝筒(3)和嵌入所述铝筒(3)内腔的夹套(2)，所述激振器组件包括激振器本体和自所述激振器本体伸出的激振传导圆柱薄片(4)，当所述铝筒(3)承载所述标准土样时，所述激振传导圆柱薄片(4)伸入所述铝筒(3)的空腔直至与所述标准土样接触。
2.根据权利要求书1所述的一种基于土体残余强度的振动设备，其特征在于：所述夹套(2)用若干颗六角螺栓(6)固定卡紧在所述铝筒(3)开口端对应的所述不锈钢底座(1)本体上，进而将所述铝筒(3)固定。
3.根据权利要求书1或2任一项所述的一种基于土体残余强度的振动设备，其特征在于：所述激振器组件还包括激振器电机(7)、固定在所述激振器电机(7)内部的连杆(5)，所述激振器电机(7)包括横腔，所述横腔的一侧封闭另一侧外伸出连杆(3)。
4.根据权利要求书3所述的一种基于土体残余强度的振动设备，其特征在于：所述激振器组件还包括与所述激振器电机(7)相贴合的金属保护外壳，所述连杆(5)与所述激振器电机(7)的横腔接通并穿过所述金属保护外壳。
5.根据权利要求书4所述的一种基于土体残余强度的振动设备，其特征在于：所述连杆(5)固定在所述激振传导圆柱薄片(4)的中心处，所述连杆(5)和所述激振传导圆柱薄片(4)通过螺纹连接。
6.根据权利要求书1或2任一项所述的一种基于土体残余强度的振动设备，其特征在于：所述夹套(2)内径大于激振传导圆柱薄片(4)外径。
7.根据权利要求书1或2任一项所述的一种基于土体残余强度的振动设备，其特征在于：所述激振器组件还包括刚性支座(8)，所述激振器电机(7)通过螺纹杆连接固定在所述刚性支座(8)上。
8.根据权利要求书7所述的一种基于土体残余强度的振动设备，其特征在于：所述刚性支座(8)通过焊接成型并带有双头螺纹杆。
9.根据权利要求书8所述的一种基于土体残余强度的振动设备，其特征在于：在所述激振器电机(7)的顶部中央处设有振动传感器接口(9)。
10.权利要求书1～9中描述的一种基于土体残余强度的振动设备的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将两头螺纹杆穿过激振器电机壳中央后用专用螺丝固定在刚性支座的中间且保持水平状态；
S2：将连杆通过螺丝连接固定在激振器电机外壳一侧；
S3：将激振传导圆柱薄片和连杆通过螺纹连接在一起；
S4：夹套嵌入不锈钢底座铝筒内腔后并用3颗专用螺丝固定卡紧连接成为整体；
S5：在激振器电机的顶部中央处同专用振动传感器和数据采集器、电脑连接组成一个整体。
S6：将制作好的标准土样竖直放入不锈钢底座的铝筒内腔并紧贴内壁，将激振传导圆柱薄片伸入不锈钢底座铝筒内腔直至与标准土样接触，且设备整体保持水平稳定；激振器电机和不锈钢底座要处于同一直线上；
S7：初始状态，激振传导圆柱薄片伸入不锈钢底座的铝筒内腔后，连杆要顶住标准土样；
S8：调整相关参数，激振器电机开始工作，激振传导圆柱薄片与连杆组成的整体开始在不锈钢底座铝筒内腔对标准土样进行振动，电脑端的信号采集器图像开始发生变化；此时，在配套软件图像上读取实时电压。

说明书全文

一种基于土体残余强度的振动设备及实现方法

技术领域

[0001] 本发明属于土木工程精密测试仪器领域，利用振动性质变化而研究建筑物地基或周边土体残余强度的新型振动设备。

背景技术

[0002] 在土木工程领域，特别是在岩土工程领域，对各种工程的土体振动影响的研究是一项极其关键的环节。现阶段，在土木工程领域中被广泛用于研究降低振动仪器工作时产生的振动影响是激振器。人们期望利用振动性质变化而研究建筑物地基或周边土体残余强度的新型振动设备，但当前的激振器在常规环境下的误差较大，严重影响测量结果的准确性和实验的稳定性。尽管中国专利CN 103954738 A本发明公开了一种测量土体振动传播特性的室内试验装置，然而，该实验室用的激振器体积较大、不稳定噪声大、不易保养，因此人们还期望一种机体重量轻、体积小、噪声低、维护保养简单、使用寿命长的新型振动设备。

发明内容

[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供了首先一种能够在不同振动频率、次数状态下保持稳定、准确工作的一种新型激振器设备，保证设备在不同频率、次数下，振动结果的可靠性和稳定性，同时本发明还提供了一种上述激振器设备的实现方法。

[0004] 本发明提供的一种基于土体残余强度的振动设备，包括承载标准土样的不锈钢底座和为所述标准土样提供振动的激振器组件，所述不锈钢底座包括不锈钢底座本体、内嵌于所述本体的带有空腔的铝筒和嵌入所述铝筒内腔的夹套，所述激振器组件包括激振器本体和自所述激振器本体伸出的激振传导圆柱薄片，当所述铝筒承载所述标准土样时，所述激振传导圆柱薄片伸入所述铝筒的空腔直至与所述标准土样接触。为了更好在各种环境下保证工作稳定、可靠性，所述铝筒内腔和夹套内嵌于不锈钢底座内。

[0005] 本发明的一种基于土体残余强度的振动设备中，所述夹套用若干颗六角螺栓固定卡紧在所述铝筒开口端对应的所述不锈钢底座本体上，进而将所述铝筒固定。

[0006] 本发明的一种基于土体残余强度的振动设备中，所述激振器组件还包括激振器电机、固定在所述激振器电机内部的连杆，所述激振器电机包括横腔，所述横腔的一侧封闭另一侧外伸出连杆。

[0007] 本发明的一种基于土体残余强度的振动设备中，所述激振器组件还包括与所述激振器电机相贴合的金属保护外壳，所述连杆与所述激振器电机的横腔接通并穿过所述金属保护外壳。进一步优选的是连杆和激振器电机左侧壳体中部通过螺丝连接。

[0008] 本发明的一种基于土体残余强度的振动设备中，所述连杆固定在所述激振传导圆柱薄片的中心处，所述连杆和所述激振传导圆柱薄片通过螺纹连接。

[0009] 本发明的一种基于土体残余强度的振动设备中，所述夹套内径大于激振传导圆柱薄片外径。进一步优选的是激振传导圆柱薄片外部口径略微小于夹套的内部口径。

[0010] 本发明的一种基于土体残余强度的振动设备中，所述激振器组件还包括刚性支座，所述激振器电机通过螺纹杆连接固定在所述刚性支座上。

[0011] 本发明的一种基于土体残余强度的振动设备中，所述刚性支座通过焊接成型并带有双头螺纹杆。

[0012] 本发明的一种基于土体残余强度的振动设备中，在所述激振器电机的顶部中央处设有振动传感器接口。

[0013] 本发明还提供了一种基于土体残余强度的振动设备的实现方法，包括以下步骤：

[0014] S1：将两头螺纹杆穿过激振器电机壳中央后用专用螺丝固定在刚性支座的中间且保持水平状态；

[0015] S2：将连杆通过螺丝连接固定在激振器电机外壳一侧；

[0016] S3：将激振传导圆柱薄片和连杆通过螺纹连接在一起；

[0017] S4：夹套嵌入不锈钢底座铝筒内腔后并用3颗专用螺丝固定卡紧连接成为整体；

[0018] S5：在激振器电机的顶部中央处同专用振动传感器和数据采集器、电脑连接组成一个整体。

[0019] S6：将制作好的标准土样竖直放入不锈钢底座的铝筒内腔并紧贴内壁，将激振传导圆柱薄片伸入不锈钢底座铝筒内腔直至与标准土样接触，且设备整体保持水平稳定；激振器电机和不锈钢底座要处于同一直线上；

[0020] S7：初始状态，激振传导圆柱薄片伸入不锈钢底座的铝筒内腔后，连杆要顶住标准土样；

[0021] S8：调整相关参数，激振器电机开始工作，激振传导圆柱薄片与连杆组成的整体开始在不锈钢底座铝筒内腔对标准土样进行振动，电脑端的信号采集器图像开始发生变化；此时，在配套软件图像上读取实时电压。

[0022] 本发明的有益效果在于，该设备采用模块化设计，使得各部件生产加工简单、运输方便、组装便捷，稳定性高，利于后期维修保养，延长仪器使用寿命。附图说明

[0023] 图1-1为本发明一些实施例中的不锈钢底座的主视图。

[0024] 图1-2为本发明一些实施例中的激振器的主视图。

[0025] 图2为本发明一些实施例中的铝筒的中轴位置剖面图。

[0026] 图3-1本发明一些实施例中的夹套的主视结构示意图。

[0027] 图3-2本发明一些实施例中的夹套的剖视结构示意图。

[0028] 图4本发明一些实施例中的激振传导圆柱薄片和连杆连接关系示意图。

[0029] 图中：1为不锈钢底座本体，2为夹套，3为铝筒，4为激振传导圆柱薄片，5为连杆，6为六角螺栓，7为激振器组件本体，8为刚性支座，9为振动传感器，10为螺丝。

具体实施方式

[0030] 如图1-1、图1-2、图2、图3-1、图3-2和图4所示，在一些实施例中提供了一种基于土体残余强度的振动设备，包括不锈钢底座本体1、夹套2、激振传导圆柱薄片4、激振器电机7、刚性支座8、与激振器电机相贴合的金属保护外壳和连杆5，所述不锈钢底座本体1包括内嵌于本体内的带有内部空腔铝筒3和夹套2，所述连杆5与所述专用激振器电机7的横腔接通并穿过所述激振器电机相贴合的金属保护外壳，所述连杆5通过螺纹连接固定在所述激振传导圆柱薄片4的中心处。其中，激振器电机7的“横腔”即水平方向圆筒，就是提供一个设置激振器电机内部各个结构空间，保证其整体性即可，本发明不对其结构做具体限定。

[0031] 请再参考图2，可见铝筒3，参考图3-1，可见夹套2，参考图1-1的圆圈空白部位是铝筒和夹套内嵌完成后示意，参考图4，可见激振传导圆柱薄片4，激振传导圆柱薄片4要在铝筒3内进行前后运动来对土样进行振动。

[0032] 在一些可选的实施例中，激振器电机四周通过专用塑料壳贴合封闭。在另外一些可选的实施例中，激振器电机顶部通过塑料壳与特质保护外壳相贴合。

[0033] 在一些可选的实施例中，接通电源调整参数后，激振传导圆柱薄片与连杆组成的整体开始在不锈钢底座铝筒内腔内对标准土样进行振动，电脑端的信号采集器图像开始发生变化。此时，在软件上读取实时数据，不同振动频率、次数，都将引起相应图像上的数据发生变化。

[0034] 在另外一些实施例中，与其他实施例的主要区别在于，采用3颗六角螺栓6固定卡紧，即将夹套2用3颗六角螺栓6固定卡紧在所述铝筒3开口端对应的所述不锈钢底座1本体上，进而将所述铝筒3固定。进一步的实施例中，铝筒3的内腔分别在顶部、左侧、右侧具有特质型号(比如六角螺栓)螺丝固定，此处“固定”和“卡紧”本发明均不做具体限定，比如采用更多的螺栓6或者卡接等，均可。结合图3-1所示，图中可见六角螺栓6的位置，结合如图1-1所示，铝筒3是内嵌在不锈钢底座的如图1-1圆圈空白部位的，用三颗六角螺栓6均匀分布两两夹角60°用扳手拧紧后卡紧。令人意外的是，该结构不但可以易于激振传导圆柱薄片4进出自如，还具有使传导圆柱薄片水平运动的作用，这对土样的振动效果有了极大保障。

[0035] 在另外一些实施例中，与其他实施例的主要区别在于，激振器电机的横腔的其中一侧封闭另一侧外伸出连杆3，所述激振器电机7通过螺纹杆连接固定在刚性支座8上。

[0036] 在另外一些实施例中，与其他实施例的主要区别在于，连杆5固定在激振器电机7内部并由一侧伸出；所述连杆5和所述激振传导圆柱薄片4通过螺纹连接，增强了设备的稳定性和密封性。

[0037] 在另外一些实施例中，与其他实施例的主要区别在于，所述夹套2外径略大于激振传导圆柱薄片4外径。

[0038] 在另外一些实施例中，与其他实施例的主要区别在于，所述刚性支座8通过焊接成型并带有双头螺纹杆和螺丝10。

[0039] 在另外一些实施例中，与其他实施例的主要区别在于，所述刚性支座8的螺纹杆通过激振器电机7的中央，在激振器电机的顶部中央处设有专用振动传感器接口9。

[0040] 在本发明的一些基于土体残余强度的振动设备的实现方法实施例中，可选择的需要通过下述的步骤来实现。

[0041] S1：将两头螺纹杆穿过激振器电机壳中央后用专用螺丝固定在刚性支座的中间且保持水平状态。

[0042] S2：将连杆通过螺丝连接固定在激振器电机外壳一侧。

[0043] S3：将激振传导圆柱薄片和连杆通过螺纹连接在一起。

[0044] S4：夹套嵌入不锈钢底座铝筒内腔后并用3颗专用螺丝固定卡紧连接成为整体。

[0045] S5：激振器电机结构体和不锈钢结构块体组成一个整体。可选的实施例中，省略S5。

[0046] S6：在激振器电机结构体的顶部中央处同专用振动传感器和数据采集器、电脑连接组成一个整体。

[0047] S7：将制作好的标准土样竖直放入不锈钢底座的铝筒内腔并紧贴内壁，将激振传导圆柱薄片伸入不锈钢底座铝筒内腔直至与标准土样接触，且设备整体保持水稳定。激振器电机结构体和不锈钢结构块体要处于同一直线上。

[0048] S8：初始状态，激振传导圆柱薄片伸入不锈钢底座的铝筒内腔后，连杆要顶住标准土样并向激振器电机内部缩进一定距离并保持稳定。

[0049] S9：调整相关参数，激振器电机开始工作，激振传导圆柱薄片与连杆组成的整体开始在不锈钢底座铝筒内腔对标准土样进行振动，电脑端的信号采集器图像开始发生变化。此时，在配套软件图像上读取实时电压。

[0050] 以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

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