1.一种考虑土-结构相互作用的拟静力往复推覆试验装置,包括底板(1)、相互作用系统、位移限制器(5)、水平向加载系统、竖向加载系统及地下结构模型(17),其特征在于:
2.根据权利要求1所述的一种考虑土-结构相互作用的拟静力往复推覆试验装置,其特征在于:所述底部滑轨(3)通过螺栓锚固在底板(1)上。
3.根据权利要求2所述的一种考虑土-结构相互作用的拟静力往复推覆试验装置,其特征在于:所述底部滑轨(3)、左侧滑轨(9)、右侧滑轨(10)和顶部滑轨(11)在其两侧设置有弹簧滑块导向槽,所述弹簧滑块(4)可在滑轨上自由滑动;所述弹簧滑块(4)由加载板(4-1)、弹簧(4-2)、底座(4-3)和紧固螺栓(4-4)组成;所述弹簧滑块(4)可通过拧紧滑块上的紧固螺栓(4-4)使其固定在滑轨上,并通过调整弹簧滑块(4)的数量与位置,模拟地下结构周围复杂土层分布形式;所述弹簧滑块(4)中弹簧(4-2)的刚度需根据地下结构周围土层力学参数确定,模拟实际的土-结构相互作用。
4.根据权利要求3所述的一种考虑土-结构相互作用的拟静力往复推覆试验装置,其特征在于:放置于所述底部滑轨(3)、左侧滑轨(9)、右侧滑轨(10)和顶部滑轨(11)上的弹簧滑块(4)可在所述地下结构模型(17)受到强制位移发生变形过程中仍紧密贴合所述地下结构模型(17)四周,可在试验全程模拟所述地下结构模型(17)四周受到的土-结构相互作用。
5.根据权利要求4所述的一种考虑土-结构相互作用的拟静力往复推覆试验装置,其特征在于:所述位移限制器(5)通过螺栓锚固在所述底部滑轨(3)两侧,并根据试验设计荷载选取相应刚度及厚度的钢板制作,使位移限制器(5)自身在受到水平向荷载时产生的变形满足精度要求;所述位移限制器(5)上的加载板(5-1)通过转轴(5-2)与所述位移限制器(5)主体结构相连,转轴(5-2)可使所述位移限制器(5)上的加载板(5-1)自由转动。
6.根据权利要求5所述的一种考虑土-结构相互作用的拟静力往复推覆试验装置,其特征在于:所述水平作动器(6)的数量与竖向高度取决于地下结构形式与围岩土层的分布情况,各水平作动器(6)施加的位移量取决于一维场地反应计算出的围岩变形。
7.根据权利要求6所述的一种考虑土-结构相互作用的拟静力往复推覆试验装置,其特征在于:每层所述左侧滑轨(9)放置在每层对应的所述侧向滑轨固定器(8)的两块加载板之间,左侧加载板与所述水平作动器(6)采用铰接连接,左侧加载板与右侧加载板通过上、下两根长螺栓相连,通过拧紧右侧加载板上、下两侧的螺栓将所述左侧滑轨(9)与所述水平作动器(6)相连,可通过启动所述水平作动器(6)对所述地下结构模型(17)施加单推或往复两种形式的强制位移。
8.根据权利要求7所述的一种考虑土-结构相互作用的拟静力往复推覆试验装置,其特征在于:每层所述右侧滑轨(10)通过对多根所述预应力拉杆(7)施加预应力使右侧滑轨与所述左侧滑轨(9)相连,且通过施加预应力使两侧所述弹簧滑块(4)中的弹簧(4-2)产生可控变形用于模拟地下结构初始应力状态,施加预应力的大小由结构埋深与土层信息计算获得。
9.根据权利要求8所述的一种考虑土-结构相互作用的拟静力往复推覆试验装置,其特征在于:所述竖向作动器(12)对所述地下结构模型(17)施加恒定竖向荷载,用以模拟地下结构在实际工况下所受到的竖向荷载,竖向荷载的大小由上覆土体重力与地震导致的上覆土体竖向惯性力叠加获得;竖向作动器(12)的数量由试验场地条件确定,为最少两个竖向作动器(12),且根据结构水平向尺寸等间距布置;连接地下结构模型(17)与顶部滑轨(11)的弹簧滑块(4)的弹簧刚度、数量与位置由上覆土层刚度确定。
10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的拟静力往复推覆试验装置的试验方法,其特征在于,试验方法具体包括如下步骤: