西南交通大学8m×10m地震模拟振动台运行对场地振动的影响分析

西南交通大学建成的8m×10m/160t振动台是目前国内规模最大的振动台,对其运行质量和振动影响进行评价具有示范效应。探讨该振动台振动影响的现场实验于2017年初展开,实测结果表明:该振动台在工作频段内受控性能很好,对地震动信号重现度很高;台面满载满负荷运行时实验室建筑基础10m以内地面振动加速度实测值不超过6.6gal,振动速度小于2mm/s,不会对实验室厂房及附属办公建筑的安全、使用舒适性及人们正常工作、生活造成不利影响。     

可液化场地桥梁桩基改进m值法研究

为了合理分析可液化场地桥梁桩基侧向承载力进行了改进m值法的研究。基于振动台试验和m值法,建立了桩-土相互作用体系有限元分析模型;引入反映可液化砂层侧向承载力衰减状态的孔压比指标值Ru;将不同时刻对应墩顶配重惯性力作为体系外部激励施加于墩顶;通过不断试算液化过程中砂土的m值,保证桩的弯矩计算值与试验值吻合较好。建立了考虑孔压比效应的砂土m值衰减因子p与Ru之间关系式。最后,推荐给出可液化场地桥梁桩基侧向承载性能分析的改进m值法。     

简易单向专用地震模拟振动台的研制

振动台实验方法是目前抗震研究中的重要手段之一。作者在碎石桩加固液化地基效果的试验研究中,利用从美国MTS公司引进的电液伺服加载试验系统,建成了一个简易单向专用振动台。主要介绍在振动台设计方面遇到的技术难题及其解决途径。主要包括振动台基础、台面和作动器连接部件、台面支撑系统和侧面导向系统材料的正确选择、设计和制作等。文中所采用的技术措施对试验成功起到了保障作用,研制出的振动台试验系统还可以应用于其它岩土地震问题的试验研究。     

组装式单自由度地震模拟振动台的创新技术研究

首先阐述了东南大学4 m×6 m组装式单自由度地震模拟振动台系统的组成、性能参数以及创新技术的运用;接着深入地论述了如何正确运用台面拼装技术、合理利用现有的基础和导轨,以及现有控制系统的改造和控制方法的选择;最后通过实际的台面背景噪声试验以及波形失真试验,验证了这些创新技术的突出优点。组装系统节约了60%的建设成本;300 kN的最大载重量以及超出93%的信噪比证明,运用创新技术还极大地发挥了组装系统的动态性能。     

软土地基核电厂房动力响应振动台试验

为了分析软土地基－筏基础核电厂房结构地震反应规律和特征,利用地震模拟振动台开展了软土地基－筏基础－核电厂房动力相互作用问题的试验研究。分别进行了表面水平土体模型和表面凹陷土体模型的运动相互作用试验、地基土－筏基础－核电厂房振动台相互作用试验、核电厂房直接固定在振动台面上的刚性基底振动台试验。试验采用圆形叠层剪切模型箱,地基土模型为某工程场地的均匀粉质粘土,其剪切波速为213 m/s;核电厂房简化为3层框架剪力墙结构模型。试验输入波形为美国核电规范常用的RG1.60反应谱合成得到的人工地震动时程。振动台试验结果对比分析表明:土－结构体系中系统的振动周期和阻尼明显大于刚性基底下结构的振动周期和阻尼;相同地震作用下在土－结构动力相互作用体系中结构加速度明显小于刚性基底下的结构加速度反应;而位移明显大于刚性基底下结构的位移。本文的研究成果可为软土地基建立核岛厂房的适应研究提供参考。     

地震模拟振动台试验系统频率特性估计的研究及应用

系统地分析了在地震模拟振动台试验系统频率特性测试过程中，测量误差，环境对振动台驱动信号的干扰噪声及试验系统本身非线性等因素的影响，得到了对指导试验具有重要意义的结论，阐述了应用试验系统频率特性对试验进行数字补偿控制的方法，并列举一些实例。     

墩底可抬升刚构桥模型振动台试验研究

桥墩基础抬升可以切断地震动向上部结构传播,基础与地基碰撞还可以耗散地震能量,然而已有研究大多集中在数值模拟或理论分析,缺乏大型振动台试验验证.文中设计制作了一座基础固接和基础可抬升的连续刚构桥模型并进行振动台试验.对2种模型的动力特性、加速度响应和位移响应等进行对比分析.结果表明:基础可抬升桥梁较基础固接桥梁固有频率小...     

基于振动台试验的移动通信节点机房蓄电池组地震易损性分析

关键移动通信设备的地震易损性是城市移动通信系统地震灾害预测的基础。本文以移动通信系统节点机房中常用的蓄电池组作为研究对象,通过振动台试验来研究蓄电池组的抗震性能,并获得其地震易损性。试验过程中,首先采用FEMA P695建议的方法从美国PEER强震数据库中遴选出对蓄电池组较为危险的地震动记录作为试验激励,随后逐步增大各条地震动记录的幅值,基于振动台进行增量动力分析。试验后根据蓄电池组的地震损伤特征,定义了其损伤指标和损伤水平,并基于振动台试验数据分析获得了典型蓄电池组的地震易损性曲线。     

基于虚拟振动台的实时耦联动力仿真试验

实时耦联动力试验(RTDHT)是一种将物理模型试验与数值求解计算实时耦联在一起的新型结构动力试验方法.本文采用SIMULINK对液压伺服振动台系统进行了仿真,建立虚拟振动台模型对真实振动台进行离线调试.并提出基于虚拟振动台进行实时耦联动力仿真试验,从而对真实实时耦联动力试验进行指导的思想.仿真结果表明,虚拟振动台可以很好地仿真真实振动台的动力特性,离线调试结果应用于真实振动台能够得到优良的控制性能;基于虚拟振动台的实时耦联动力仿真试验能够反映真实实时耦联动力试验中存在的时滞以及由此而可能导致的系统失稳问题.采用预测补偿算法对时滞进行了补偿,结果表明补偿算法消除了时滞的影响,试验系统稳定且试验结果与数值计算结果吻合得较好.基于虚拟振动台对实时耦联动力试验进行研究,既能对真实试验提出指导又可避免试验系统失稳对设备的损害,是一种实用且必要的研究手段.     

基于幂指数法的地震模拟振动台频域前馈补偿方法

针对地震模拟振动台受到系统和试件非线性等因素影响,导致波形再现精度不高的问题,提出基于幂指数法的地震模拟振动台频域前馈补偿方法以提高振动台的控制效果,通过数值仿真和实际振动台试验对该方法的控制性能进行研究。研究结果表明：基于幂指数法的地震模拟振动台频域前馈补偿方法能够快速收敛,迭代次数较少,可以大幅提高振动台的波形复现精度,能够提高振动台的控制性能。     

地震模拟振动台技术的开发与应用

本文共分三个部分，第一部分介绍了地震模拟振动台的发展历史和现状；第二部分介绍了３ｍ×３ｍ三轴六自由度模拟地震振动台系统的主要性能指标和应用情况；第三部分是本文的重点，阐述了振动试验系统控制技术的内容、原理、实现方式及作者在该方面开发和应用的一些成果。     

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.     

地铁地下结构大型振动台试验模型研究概述

基于国内外对地铁地下结构大型振动台试验的研究成果和发展现状,分别对开展地铁大型振动台试验所涉及各个要素的关键问题进行论述,包括模型箱的选择和制作、模型结构和土的相似模拟、地震波的输入,以及试验监测和数据采集系统的管理。总结以往地铁振动台试验的经验,提出在研究目的和模型制作中存在的问题和难点,并探讨解决思路和方法,为后继的类似试验提供参考。     

自控框架与普通框架结构的振动台模型对比试验研究

本文介绍了自控框架与普通框架结构振动台模型的对比试验。试验模型为两个4层单跨钢丝水泥砂浆框架结构,模型几何尺寸缩比为1/8,浇制住同一个基础台座上。试验测定和计算分析了钢筋混凝土框架结构在弹性、开裂、破坏各个阶段的动力特性、地震反应和破坏形态。结果表明:自控框架结构比普通框架结构具有较好的抗震性能。     

桩筏基础振动台试验设计及数值模拟研究

为了研究某核电工程桩筏基础抗震性能,设计缩尺筏基振动台实验。试验模型使用ABAQUS软件进行数值模拟以验证试验设计方案的可行性。依托该实际工程,实验缩尺比例为1/200。地震波选用国内外核电厂结构相关技术文件和规范规定,采用R.G1.60标准反应谱拟合的人工波进行输入计算。结果表明:桩间土输出加速度越往模型上部越大;桩顶部位移比桩低部大;筏板加速度与位移均小于桩体。分析成果可为振动台试验的改进提供指导并为实际工程设计提供参考。     

三塔长跨斜拉桥振动台试验研究

多塔长跨斜拉桥受力复杂,采用轻质结合梁时结构地震响应更具特点.本文以某主跨为616m的三塔结合梁斜拉桥为工程背景,制作动力缩尺模型进行三台阵振动台试验.在单向一致激励振动台试验的基础上,进行多维激励、多点激励振动台试验,并与数值分析结果进行比较验证.试验结果表明:此结构的基本振型为中塔纵弯与主梁竖弯的耦合振动.纵向一致地震作用下,主塔及主梁均会有较大的地震响应;横向一致地震激励下,中塔地震响应较边塔更为不利.多点激励振动台试验表明,行波效应使得各构件地震响应不同程度增大;最后,通过多维地震激励下试验结果验证了规范中方向组合计算方法的准确性.     

核电结构三维隔震研究

三维隔震对保护核电厂结构和内部设备设施安全具有重要意义。首先,设计了一种三维隔震控制系统,该系统包括水平隔震层和竖向隔震层,在竖向隔震层中设置抗摇摆装置以达到控制结构摇摆反应。其次,对三维隔震模型进行了振动台试验验证,振动台试验结果表明,该系统能有效减小上部结构地震响应。最后,对核岛厂房采用三维隔震技术进行了讨论,分析了强震作用下核岛厂房三维隔震结构反应特征。     

上海环球金融中心大厦整体结构振动台试验设计

同济大学土木工程防灾国家重点实验室对上海环球金融中心大厦进行了整体结构模型的振动台试验.该大厦101层,结构高度492m,拟建成为世界上结构主体最高的建筑物.本文详细介绍了大厦结构体系、振动台试验模型材料的选取、动力相似关系的确定以及试验方案的设计.针对超高层整体结构小比例模型施工困难的特点,提出了模型的简化方法,并利用ANSYS对简化模型进行了计算,计算结果表明模型简化对结构自振特性和地震反应影响很小,验证了简化方法的可行性.本文提供的模型和试验的设计思路对今后有关的试验工作有一定的借鉴作用.     

装有粘弹性阻尼器的钢筋混凝土结构振动台试验

对一装有粘弹性阻器的1：5钢筋混凝土框架结构进行了振动台试验，首先介绍了振动台试验的概况，然后对试验结果作了分析，试验结果表明：粘弹性阻尼器能增大结构的阻尼和刚度，减小结构的动力反应。     

基于ABAQUS高层剪力墙结构的有限元建模及其振动台试验验证

采用ABAQUS建立12层剪力墙结构的有限元模型,利用该结构1/5缩尺模型振动台试验时预留试块的材性试验结果及相似关系,确定相应原型结构材料的性能参数,将试验参数和我国混凝土结构设计规范给出的混凝土单轴受拉/压应力-应变关系曲线相结合,确定ABAQUS模型中混凝土损伤塑性模型所需的应力-应变参数;将试验参数和张劲公式法相结合,确定ABAQUS模型中混凝土损伤塑性模型所需的损伤因子参数。对比有限元分析结果和振动台试验结果,验证参数设置的有效性。ABAQUS有限元分析和振动台试验所得原型结构前三阶振型和自振周期相差很小,说明ABAQUS模型和参数设置能够反映并用于计算实际结构的弹性响应。ABAQUS有限元分析得到的结构损伤情况与试验模型的损伤情况基本一致;结构的顶点加速度曲线和滞回曲线等响应的有限元分析结果与试验结果在多遇地震作用下基本吻合,但由于振动台试验累积损伤的影响,两者的差异随着地震波幅值的增大而逐渐增大;ABAQUS有限元分析得到的位移包络曲线与剪力墙结构弯曲变形的特点相符。以上弹塑性分析结果进一步表明了ABAQUS模型和参数设置能够很好地模拟结构在地震作用下的响应。