Dynamic Response of a Machine Foundation in Combination with Spring Mounting Base and Rubber Pad

The effect of two different combinations of a spring mounting base and a rubber pad sandwiched between the machine base and its concrete footing block was examined experimentally. The machine was subjected to steady state horizontal harmonic excitation with the help of the Lazan mechanical oscillator. Experiments were performed by inserting a spring cushioning system between the machine base and its concrete footing. In addition, two additional series of experiments were carried out by placing a rubber pad either just above or below the spring cushioning system. It was clearly noted that an employment of a spring cushioning system, as an active isolation measure, becomes the most effective when the rubber pad is kept just below the machine base. For different combinations of the spring mounting base and rubber pad, two different modes of resonance were clearly observed and the peak amplitudes of vibrations were found to be associated always with the second mode; the predominant frequencies associated with the peak amplitude of vibrations (second mode) were found to be significantly greater than those without the employment of any isolation system in which case only a single mode of resonance was observed. It is expected that the study will be beneficial for assessing the performance of the machine foundations with the employment of springs and rubber pad.     

带有复合摩擦阻尼系统的基础隔震结构分析

针对常规摩擦阻尼器的起滑力难以确定的问题,提出了复合摩擦阻尼系统（CFDS）,它由非线性硬弹簧和摩擦阻尼器串联而成。当地震较小时,摩擦阻尼器处于附着状态,非线性硬弹簧发挥作用,防止隔震层位移过大;当地震较大时,非线性硬弹簧的变形则保持不变,摩擦阻尼器处于滑动状态,通过摩擦阻尼耗散能量。建立了带有复合摩擦阻尼系统的基础隔震结构的运动方程,指出摩擦阻尼器处于附着和滑移2种状态下边界条件。据此研究了常规强震和近断层脉冲型地震动作用下复合摩擦阻尼装置对橡胶隔震结构的减震效果。仿真分析表明：安装复合摩擦阻尼系统,在显著降低隔震层位移的同时,对上部结构的层间位移和加速度均有一定的减震效果;并且,在整个运动过程中,摩擦阻尼器会在附着和滑移2种状态之间来回切换。详细研究了复合摩擦阻尼系统的３个参数对隔震结构的减震效果。结果表明：在不同地震波作用下,由于摩擦阻尼系统参数的变化导致隔震结构地震响应的变化趋势是不同的,因此最优参数的取值与输入地震波类型和地面加速度峰值有关,并且不存在使隔震层位移和上部结构加速度同时达到最小的最优参数,因此需要设定合适的控制目标以确定适当的阻尼系统参数。     

某动力机器基础动力学分析

当动力机器基础体积较大时,采用《动力机器基础设计规范》(GB 50040-96)推荐的简化计算方法进行动力计算,计算结果可能具有较大的误差而不能用于工程设计,此时进行三维数值分析是必要的。在介绍弹性动力学分析的基础上,使用通用有限元软件ANSYS8.0,对某设备基础进行了模态分析和谐相应分析,得出了该动力机器基础的低阶固有频率准确值,以及该动力机器基础随外部荷载频率改变的振幅变化曲线,进而得出一些重要结论,为该工程设计提供了可靠参考。     

三明治形加筋土筋-土界面动力剪切特性

三明治形加筋土是一种在黏土中加入加筋砂层形成的混合填料形式的新型加筋土。为了研究不同条件下三明治形加筋土筋-土界面的动力剪切特性,采用大型直剪仪对三明治形加筋土进行了一系列循环剪切试验,研究了不同薄砂层厚度、循环剪切幅值和竖向应力对界面剪切特性的影响。试验结果表明：筋-土界面的剪应力峰值随着循环次数的增加而增加,循环周次为10时,薄砂层厚度为5、6、7、8、9 mm的条件下,筋-土界面的剪应力峰值分别为24.84、27.4、27.94、26.33、24.68 kPa,表明薄砂层厚度为7 mm时,筋-土界面在循环剪切阶段的峰值剪应力最大;剪切幅值越大,界面循环剪切的最终剪缩量越大,同一循环次数对应的剪切刚度和阻尼比越小;在不同竖向应力下,界面在循环剪切过程中都发生了循环剪切硬化现象,循环周次为10时,竖向应力为30、60、90 kPa的条件下,筋-土界面的剪应力峰值分别为20.4、25.14、32.96 kPa,表明剪应力峰值随竖向应力的增大而增大,同一循环次数对应的剪切刚度也随竖向应力的增大而增大。     

PA-10型钢管柱安装机的研制及在新型PBA工法施工中的应用

介绍了新型PBA工法所使用的PA-10型钢管柱安装机的结构、性能参数与自动调垂原理。对比传统PBA工法,采用PA-10型钢管柱安装机的新型PBA工法具有成孔效率高、调垂精度高、施工周期短、经济效益高等优势。结合哈尔滨市地铁2号线省政府站钢管柱施工案例,中桩的测量放样结果显示安装机调垂精度完全符合设计需求,证明了PA-10型钢管柱安装机的研制是成功的。PA-10型钢管柱安装机的应用,在减轻工人劳动强度的同时,极大地提高了施工的安全系数与施工质量,对于地铁车站建设向机械化、自动化发展方面具有重大意义,也符合现代城市轨道交通建设的发展趋势。     

轴对称径向非均质土中单桩纵向振动特性研究

为了分析径向非均质土中单桩纵向振动特性,基于复刚度传递径向多圈层并采用黏性阻尼模型描述桩周土材料阻尼,建立了三维轴对称径向成层非均质土体中桩基纵向振动简化分析模型。采用Laplace变换和复刚度传递方法,递推得出桩周土体与桩体界面处复刚度,进而利用桩-土完全耦合条件推导得出桩顶动力阻抗解析解,并将所得解退化到均质土情况,与已有解答进行比较验证其合理性。在此基础上对桩基纵向振动特性进行参数化分析,计算结果表明：桩周土体阻尼系数、桩底土阻尼因子仅对桩顶动力阻抗曲线振幅有较明显的影响,而桩底土刚度因子对桩顶动力阻抗曲线振幅及共振频率均有显著影响;桩周土软（硬）化程度越高（低）,桩顶动力阻抗曲线振幅越大（小）;桩周土软（硬）化范围越大,桩顶动力阻抗曲线振幅水平越高（低）;但桩周土软（硬）化程度、软（硬）化范围对桩顶动力阻抗曲线共振频率影响则可忽略。     

Research on Nonlinear Dynamic Characteristics ofStructures Supported on Slide-Limited Friction Base Isolation System

lNTRODUCTlONBase iso1ation is regarded as a practical and economicalway to protect structures from damages subjected to earth-quake motion. Isolators implemented between the base raft ofthe structure and foundation can dissipate and absorb earth-quake energy, and reduce obviously the transmission of groundmotion to structure. In short, the principle of base isolation in-cludes two factors: (i) The natural period of structures withfixed base is usually 0. 2-- l. 2 s, close to the natural pe…     

Experimental and numerical study of soil-reinforcement effects on the low-strain stiffness and bearing capacity of shallow foundations

This paper presents results of meticulous laboratory testing and numerical simulations on the effect of reinforcement on the low-strain stiffness and bearing capacity of shallow foundations on dry sand. The effect of the location and the number of reinforcement layers is studied in the laboratory, whereas numerical simulations are used to study the reinforcement-foundation interaction. Laboratory tests show an increase of 100, 200, and 275% not only in bearing capacity but also in low-strain stiffness (linear load–displacement behaviour) of a square foundation when one, two, and three layers of reinforcement are used, respectively. The specimen preparation technique is found to be crucial for the repeatability and reliability of the laboratory results (less than 5% variability). Numerical simulations demonstrate that if reinforcements are placed up to a depth of one footing width (B) below the foundation, better re-distribution of the load to deeper layers is achieved, thus reducing the stresses and strains underneath the foundation. Numerical simulations and experimental results clearly identify a critical zone between 0.3 and 0.5B, where maximum benefits not only on the bearing capacity but also on the low-strain stiffness of the foundation are obtained. Therefore, soil reinforcement can also be used to reduce low-strain vibrations of foundations.     

Dynamic Response of Machine Foundation on Layered Soil: Cone Model Versus Experiments

This paper presents the experimental validation of analytical solution based on cone model for machine foundation vibration analysis on layered soil. Impedance functions for a rigid massless circular foundation resting on a two layered soil system subjected to vertical harmonic excitation are found using cone model. Linear hysteretic material damping is introduced using correspondence principle. The frequency-amplitude response of a massive foundation is then computed using impedance functions. To verify the solution field experiments are conducted in two different layered soil systems such as gravel layer over in situ soil and gravel layer over concrete slab (rigid base). A total 72 numbers of vertical vibration tests on square model footing were conducted using Lazan type mechanical oscillator, varying the influencing parameters such as depth of top layer, static weight of foundation and dynamic force level. The frequency-amplitude response in general and in particular the resonant frequencies and resonant amplitudes predicted by cone model is compared with the results of experimental investigation, which shows a close agreement. Thus the cone model is reliable in its application to machine foundation vibration on layered soil.     

传感器及其安装工艺对基桩动测结果的影响

叙述基桩动测时传感器的选择及安装工艺对测量结果的影响。     

含饱和土的层状场地的动力响应

利用精确的土层和半空间动力刚度矩阵求解了含饱和土的层状场地的动力响应,给出了含饱和土层状场地的自由场（入射P波、SV波）、动力Green函数及刚性条形基础动力刚度的计算方法,由此建立的场地模型更接近实际情况。建议方法的退化结果与单相场地结果一致。研究了界面不同透水条件对基础动力刚度的影响,并与相应单相场地结果进行了对比。研究表明：界面透水条件对竖向弹簧系数影响最大,饱和土体中孔隙水对场地动力响应具有不可忽视的影响。     

强夯加固机理及其环境影响的数值分析

采用大变形几何非线性有限元法分析强夯加固机理及其振动对环境影响。在强夯计算模型中,引入P波阻尼和S波阻尼的概念来说明土体的材料阻尼特性,同时运用改进人工边界法来模拟波在人工边界上的传播。采用速度和加速度作为强夯振动对环境影响的评价标准,得出强夯的最小安全距离。隔振沟是一种有效的隔振方法,分析了隔振沟隔振效果的各种影响因素,对实际工程具有一定的参考价值。     

地质钻塔拆装机及机装可逆式钻塔

指出了目前钻塔拆装存在的缺点，提出了解决的新途径，研制成功了四腿钻塔拆装机及机装可逆式四腿管子钻塔，认为这是地质钻塔发展的新方向。     

钙质砂与钢界面循环剪切刚度与阻尼比的试验研究

钙质砂与钢界面的动力响应对岛礁地质条件下结构物基础的安全与稳定具有重要意义。基于界面环剪仪,开展了一系列钙质砂?钢界面循环剪切试验,探究了法向应力、剪切位移幅值和粒径大小对界面剪切刚度和阻尼比的影响,并与石英砂进行了对比。研究结果表明:法向应力和剪切位移幅值对界面剪切刚度和阻尼比起控制作用;法向应力的增大导致界面剪切刚度增大、阻尼比降低;剪切位移幅值的增大,则导致剪切刚度近似呈反比降低,而阻尼比近似呈对数增大;对于均一粒径的钙质砂,存在着分界粒径,使其剪切刚度和阻尼比的变化规律呈现显著区别;石英砂粒径较大时,其界面剪切刚度和阻尼比与钙质砂明显不同,而粒径较小时两类砂表现出类似的剪切刚度和阻尼比特性。     

板石切边机理及切边机设计

论 目前板石切边的基本方法,分析了切边作用的基本力学问题及切边机设计的基本问题。     

拉顶结合新型矩形掘进机的研制及其应用

介绍了一种适用于微型工作井并采用拉顶式工艺施工的新型矩形掘进机的设计思路和设计方法及其主要的技术参数。新型矩形掘进机与掘进系统的拉进动力配合,解决了常规矩形顶管施工中的机头在轴线办向的倾偏及后退问题;机头采用多刀盘设计,各刀盘可以实现正反转,且转速可任意调节,有效降低了机头的偏转;而采用了辅助的纠偏装置,使新型掘进机在只有顶进动力的情况下也能实现正常的顶进施工。对在复杂环境条件下,改造、提升原有的掘进机性能具有重要的参考意义。     

岩心钻探设备的现状与发展

介绍了国内外岩心钻机的发展现状，并结合目前我国的实际应用状况，分别就机械传动钻机、液压传动钻机与当今主流钻探工艺的适应性进行了分析比较，认为全液压岩心钻机是发展方向。但是，两种传动型式的钻机会在较长时期内共存，全液压岩心钻机的系列研发与机械传动岩心钻机的改型、改进应处于并重的地位。并指出在产品研发和产业化制造过程中需关注的问题。     

一种新型自动开槽机及其控制

针对棒、管料开槽的问题，提出了一种新型全自动开槽机。介绍了该开槽机的结构和工作原理，建立全自动开槽机相适应的液压系统，搭建了开槽机继电器——控制器控制电路，实现了该设备的全自动过程控制。     

含软弱岩层反倾岩质边坡地震动力响应与破坏模式

以鲁甸地震诱发的红石岩崩塌滑坡为研究对象,通过大型振动台模型试验和3DEC数值模拟,研究了含软弱岩层的反倾岩质边坡的动力响应和破坏失稳模式.研究结果表明:水平加载下,随频率增大PGA放大系数先减小后增大,在接近坡体自振频率8Hz的波形加载下,坡体动力响应最为剧烈,软弱岩层对不同频率的横波具有放大和吸收作用,对5~10Hz的横波放大效应明显,对15~20Hz的横波则明显吸收;竖向加载下,随加载正弦波频率的增加,PGA放大系数先增大,25Hz时PGA放大系数减小,随后又继续增大,在频率为30Hz时PGA放大系数达到最大,在5~30Hz范围内软弱岩层对纵波均具有一定的放大效果;双向加载下,坡体水平和竖向PGA放大系数分布与单向加载一致,但双向加载下坡体部分位置动力响应加剧,部分位置动力响应则受到抑制.含软弱岩层的反倾岩质边坡破坏过程可以分为6个阶段:坡体内部轻微损伤-软岩挤出、软硬岩交界上方硬岩拉裂-硬岩裂纹向上延展-软弱岩层挤压滑动-层面和纵向节理贯通形成滑面-边坡破坏.在软弱岩层的反倾岩质边坡中,软弱岩层具有对地震波的放大吸收、折射反射作用,影响着边坡的动力响应特征,软弱岩层的挤出破坏导致上部岩体岩结构面松动开裂,是该类岩质边坡破坏发展的主要原因,对该类边坡需应注意对软弱岩层进行加固防护,减小边坡的动力破坏.