大型振动离心机设备设计关键技术研究

大型振动离心机作为代表岩土地震工程最高试验技术水平的新型尖端试验设备,目前全球仪有美国和日本各1台,而我国目前为空白,与我国严峻的地震形势、复杂的工程地质环境与高速发展的工程建设不相匹配.文中概述了国际大型振动离心机建设现状,通过跟踪现有两台大型振动离心机技术发展,分析比较了优缺点,研究了大型振动离心机设备设计关键技术.分析表明,振动台的振动容量和振动负载为振动离心机的核心技术指标,振动台为大型振动离心机建设是否成功的关键;振动台设计的核心是电液伺服激振系统,决定了振动台的总体运行性能;振动台设计的要点是台体和动力源,分别决定着系统支承和动力的性能;离心机和振动台之间相互影响和制约,多种因素需要协调考虑.同时,文中对其中部分问题提出了解决对策和建议,可为国内大型振动离心机设备设计提供帮助和参考.     

大型振动离心机试验辅助系统分析

动力离心模型试验的优越性和研究的不断深入,推动了大型振动离心机的建设和发展。试验辅助系统是大型振动离心机建设的重要组成部分,与模型制作、试验数据采集和试验过程图像获取密切相关,健全试验辅助系统是动力离心模型试验成功的保障条件。文中介绍了大型振动离心机试验辅助系统的组成和功能,根据大型振动离心机和动力离心模型试验特点,分析了试验数据采集系统、摄影摄像观测系统、模型箱和制样设备的基本设计要求,指出了其关键技术和设计要点,并提出了一些具体设想和设计建议,结果可为国内大型振动离心机试验辅助系统设计提供参考和指导。     

大型振动离心机土建总体设计与关键技术研究

大型振动离心机是研究岩土地震工程动力问题最有效的试验设备,目前全球仅有两台,而国内尚属空白.作为尖端试验设备,大型振动离心机的建造几乎在所有方面都面临着新挑战,其土建设计也存在诸多新的问题.研究了试验室总体布局及相关土建工程中的几个关键技术,提出了设备总体布局方案,比较了主机室不同冷却系统类型和优缺点,阐述了基础设计的基本要求与难点,可为国内外大型振动离心机建设提供参考.     

大型动力离心机设计理论与关键技术研究

正按照装备振动台与否,土工离心机大致可分为静力试验离心机和动力试验离心机(也称离心机振动台)两大类,本文将后者简称为动力离心机。动力离心机(dynamic centrifuge)是目前国际公认研究岩土地震工程和土动力学最先进、最有效的科学试验平台,而我国仅拥有数台辅助建设的中小型动力离心机设备,且主要技术指标与国际存在很大差距。国内大型动力离心机则为空白,这与我国辽阔的地域、复杂的工程地质条件、高速发展的经济建设以及     

砂土自由场地震响应的离心机试验研究

离心机模型试验是研究岩土地震工程问题的有效手段。本文使用层状剪切箱,通过干落法制备了均匀的砂土模型,进行了离心机振动试验;观测了振动过程中孔隙水压力的发展,土体的加速度响应、侧向变形以及竖向沉降。结果表明,土体的运动和变形与孔隙水压力的发展密切相关,但离心机中的试验现象和现场观测的现象存在显著区别。研究结果增强了对振动过程中土-水之间相互作用机理的理解,同时为自由场地震响应分析方法的验证提供了基础数据。     

我国土工离心机进展与研发关键技术

回顾并总结我国土工离心机的发展历程、现状及趋势,概括了现役设备的性能指标和功能特点。以中国地震局工程力学研究所DCIME-40-300土工离心机为例,阐述了针对地震韧性工程研制土工离心机的关键技术,包括土工离心机、离心振动台、主机室冷却系统、降雨模拟系统、冻融循环系统等,给出了解决关键难题的基本思路与总体设计方案。针对离心振动台性能评价需求,提出了离心振动台性能测试方法与评价指标,并给出了若干性能测试结果。结果显示:正弦波输入时,平均波形失真度约为10.7%;地震波输入时,平均幅值误差约为4.44%,平均频谱面积误差约为5.89%,均优于相关行业标准规定的技术指标。     

地震工程试验联网最新进展

地震工程试验联网(NEES)是新世纪地震工程学科最重要的事件。由美国国家自然科学基金会牵头,全美15家主要的地震工程研究单位共同实施一项旨在调动全部优势资源进行复杂结构体系的地震响应协同试验研究计划。该计划从1999年开始,将于2014年全部完成,目前多数成员单位进入设备安装调试阶段,有些单位利用新装备实现了某些利用传统手段无法完成的试验任务。建议工程力学研究所燕郊的结构实验室直接按照加入NEES的标准进行硬件配置和软件开发,使硬件的数量和技术指标满足NEES要求;使软件与硬件配套,实现与NEES联网,可远程快速通讯,实时监控,实时数值模拟计算,实现显式、隐式和显隐混合算法伪动力试验以及具有位移控制、力控制、位移和力混合控制功能。     

高压输电塔-线体系抗震的研究进展

高压输电塔-线体系是重要的生命线工程,确保它们在地震作用下的安全可靠运行,具有十分重要的意义。首先,简要介绍了我国高压输电线路的发展现状,以及近几年地震中输电线路的倒塌破坏情况。然后,从高压输电塔-线体系动力分析模型研究、抗震研究、振动台试验研究以及振动控制研究等几个方面,对高压输电塔-线体系抗震研究的发展进行了重点的论述。最后,对输电塔-线体系抗震需要进一步重点研究的问题进行了展望。     

香港科大研制出全球首部10级仿真地震离心机

香港科技大学于2001年斥资1600万元成立了岩土工程离心机实验所，并自主研发了全球首部应用于地震灾害研究、拥有两维仿真功能的离心机。经过5年精心钻研，终于成功制造出一部美国也未曾拥有的离心机。该机价值950万元，可仿真超过10级地震威力，以便评估地震破坏力，对于研究预防地震工作有极大帮助。     

流动地震仪检测钻头振动信号的现场试验

钻井过程中钻头对井底的冲击振动为钻头前方地层的探测提供了震源，可用来消除钻井过程中的地质不确定性和降低钻井风险.本研究在分析井下钻头振动信号特点的基础上，根据现代地震观测技术的新发展，将多道勘探地震仪和流动数字地震仪的性能进行了对比分析，将天然地震的观测设备和分析方法应用到随钻地震检测中，提出了一套新的随钻地震检测方案，利用高灵敏度流动数字地震仪连续检测钻井过程中的钻头振动信号，初步现场试验表明该技术方案可行，获得的信号信噪比高，易于钻井工程师掌握，为随钻地震技术提供了新的技术路线.     

40g-t水平单向离心振动台总体设计方法研究

离心机上水平单向振动台振动容量大于30 g-t为大型离心振动台,振动容量40 g-t则代表国际当前大型离心振动台最高水平,目前仅美国和日本各有一台,经验少且自装备后一直不断改进.为满足我国岩土地震工程和土动力学对大型离心振动台装备的迫切需求,本文剖析了40 g-t水平单向离心振动台的功能要求与研制难点,论述了其总体设计...     

Upward acceleration of magnetospheric ions by oscillatory centrifugal force

The paper addresses the issue of upward acceleration of ions along geomagnetic field lines. It has been shown that ion acceleration by electric field oscillations (formerly known as magnetic moment “pumping” or MMP) may be treated as a centrifugal acceleration mechanism. More precisely, the case in point is oscillatory centrifugal acceleration; this brings up the question on comparing the MMP with the centrifugal acceleration caused by the quasi-static magnetospheric convection field. It has been found that at high geomagnetic latitudes, the oscillatory centrifugal force is weaker or stronger than the centrifugal force of magnetospheric convection if the ratio of the electric field oscillation amplitude to the mean field is correspondingly lower or higher than \(\sqrt 2 \). Analysis of data from measurements and calculations of magnetospheric electric fields suggests that, contrary to current opinion, the oscillatory centrifugal force may be comparable to the centrifugal force of magnetospheric convection and even exceed it when strong global Pc5 pulsations are excited in the magnetosphere.     

离心模型砂雨法制备技术研究与展望

砂雨法是开展砂质土层和构筑物离心试验应用广泛的模型制备技术,以密实程度与均匀性为关键控制对象,直接关系试验结果的准确性和可靠性。针对砂雨装置、控制要素和均匀度测试等几个方面,概况总结了国内外离心模型砂雨法制备技术的研究进展与暴露的关键问题,归纳了现有砂雨装置的基本组成、操控特点和分类方法,阐述了稳态密实度范围及影响关键因素。综述模型空间均匀度的不同量测与评价方法,评述了各自优缺点与归一化评价标准。综合现状与不足,讨论了离心模型砂雨法制备技术的发展方向与趋势。     

考虑离心刚化效应的旋转风力机叶片动力特性分析

风机叶片的动力特性直接影响到风力发电机组整体的动力特性,对旋转叶片动力特性的研究是必要的。叶片在旋转过程中由于重力和离心力的作用,将会产生离心刚化效应,从而改变叶片自身的动力特性。基于空间面的概念,本文应用有限元理论计算了随时间和转速二维坐标变化的叶片节点轴力面和叶片的前三阶自振频率面,同时引入刚化系数的概念,定量地描述了叶片的刚化程度,并给出了频率修正公式,结果分析表明本文采用的方法可以模拟旋转叶片产生离心刚化效应后的动力特性,更准确地反映叶片的实际动力特性。     

光纤健康监测方法在土木工程中的研究与应用进展

在土木工程领域，光纤智能健康监测方法是对建筑物或构筑物的健康状况进行检测的一种新方法。本文首先论述了光纤智能健康监测系统的构成，然后对国内外光纤健康监测系统在土木结构中的研究与应用进行了回顾，介绍了光纤传感器的种类、原理、特点和当前应用的状况，重点介绍了光纤位移传感器和布拉格光栅（Bragg grating)应变传感器，最后展望了光纤智能健康监测方法在土木结构中的应用前景。     

Convection driven by centrifugal bouyancy in a rotating annulus

Abstract

Drift rates and amplitudes of convection columns driven by centrifugal bouyancy in a cylindrical fluid annulus rotating about a vertical axis have been measured by thermistor probes. Conical top and bottom boundaries of the annular fluid region are responsible for the prograde Rossby wave like dynamics of the convection columns. A constant positive temperature difference between the outer and the inner cylindrical boundaries is generated by the circulation of thermostatically controled water. Mercury and water have been used as converting fluids. The measurements extend the earlier visual observations of Busse and Carrigan (1974) and provide quantitative data for an eventual comparison with nonlinear theories of thermal Rossby waves. The measured drift frequencies are in general agreement with linear theory. Of particular interest is the decline of the amplitude of convection with increasing Rayleigh number in a region beyond the onset of convection.     

福建城乡震灾快速评估系统设计

充分借鉴目前国内外工程地震和震害预测研究成果,结合福建实际震例,利用GIS技术、Web技术,设计开发区域范围震害预测及震灾快速评估系统,即福建城乡震灾快速评估系统.利用该系统平台对1992年以来发生在福建有较大影响的6次中强地震进行震灾快速评估,并将系统评估计算结果与实际震害调查评估结果进行对比分析,给出系统评估结果与...     

Forced vibration testing of buildings using the linear shaker seismic simulation (LSSS) testing method

This paper describes the development and numerical verification of a test method to realistically simulate the seismic structural response of full‐scale buildings. The result is a new field testing procedure referred to as the linear shaker seismic simulation (LSSS) testing method. This test method uses a linear shaker system in which a mass mounted on the structure is commanded a specified acceleration time history, which in turn induces inertial forces in the structure. The inertia force of the moving mass is transferred as dynamic force excitation to the structure. The key issues associated with the LSSS method are (1) determining for a given ground motion displacement, x_g, a linear shaker motion which induces a structural response that matches as closely as possible the response of the building if it had been excited at its base by x_g (i.e. the motion transformation problem) and (2) correcting the linear shaker motion from Step (1) to compensate for control–structure interaction effects associated with the fact that linear shaker systems cannot impart perfectly to the structure the specified forcing functions (i.e. the CSI problem). The motion transformation problem is solved using filters that modify x_g both in the frequency domain using building transfer functions and in the time domain using a least squares approximation. The CSI problem, which is most important near the modal frequencies of the structural system, is solved for the example of a linear shaker system that is part of the NEES@UCLA equipment site. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

环境与工程地球物理的发展趋势

2006年6月在武汉召开了第二届环境与工程地球物理国际会议.会议围绕近年来兴起的近地表探测问题展开,涉及方法原理、仪器采集、资料处理等各个环节,反映出国内外环境与工程探测领域的若干前沿热点和发展动态.结合本次会议,可以看出该学科主要趋势为：应用领域不断扩宽,方法技术灵活多样,重视基础理论研究,开发新型（特种）仪器,通过高精度测量、延时测量、先进的数据处理技术和信息技术等手段改善探测质量.我国对环境与工程地球物理有很大的需要,应根据我国实际情况,吸收国外先进经验,积极开展自主创新.     

基于MATLAB的工程物探软件快速开发

针对当前国内工程物探软件开发滞缓的现状,提出基于MATLAB语言快速开发工程软件．分析讨论了其必要性和可行性,详细介绍了MATLAB开发应用程序的基本思路,并给出了工程实例和经验总结．