离心机振动台试验中侧向流动地基位移分析方法研究

通过分析倾斜可液化地基的离心机振动台试验,对离心机振动台试验中地基土体位移分析方法进行了研究,得到了能够有效测量和计算可液化地基地震过程中和震后侧向流动的位移的方法。这种分析方法能够通过对加速度数据的处理和计算,有效地克服位移传感器在地震过程中反应不够灵敏导致的位移过程测量的误差,得到合理的地震过程中地基位移变化;同时利用位移传感器对低频位移测量准确的优势,通过量测的震后侧向位移值对计算位移值进行修正,可以得到地震结束后,地基的最终变形。本研究为土工离心机振动台试验中侧向流动地基的位移测量和分析提供可靠有效的方法,也能够为进一步的可液化地基离心模型试验的土体位移相关研究分析提供必要基础。     

大型离心振动台耦合特性参数分析

认识离心振动台-吊篮-岩土模型运动耦合关系对离心振动台发展和动力离心试验数值仿真具有重要意义,针对吊篮具有轻、柔特点,开展了大型离心振动台设计方法与耦合运动关系等相关问题研究。首先对比分析大型离心振动台关键问题和设计方法,建立了液压执行机构耦合关系等效简化模型;其次,推导离心振动台系统耦合运动传递函数,进行了一系列影响参数研究。结果表明,提高阻尼比和质量比是降低离心振动台与吊篮谐振现象的有效方法,其中质量比考虑离心机有效容量,推荐为4;吊篮刚度过大将加重二者谐振,橡胶剪切支座刚度对谐振无明显影响。     

面板堆石坝的动力离心模型试验研究

为研究面板堆石坝的地震响应规律,采用Parkfield波作为地震动输入,在清华大学50g-t土工离心机上进行了动力离心模型试验.试验在50倍重力加速度条件下采用电液伺服离心机振动台系统完成,采用加速度传感器测量了模型不同位置动力响应的加速度时程并且测量了面板的变形.结果表明,地震最大响应发生于坝顶,该处地震动放大系数接...     

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...     

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     

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.     

高聚物外包盾构隧道离心机振动台试验研究

为了验证非水反应聚氨酯高聚物(后文简称高聚物)外包盾构隧道具有减震性能,对高聚物外包盾构隧道模型和无外包隧道模型,采用离心机振动台进行对比试验。针对中密砂土围岩,在不同阵型特征的地震波输入下,对比有无高聚物外包隧道加速度、频谱、隧道动力响应和地表沉降,分析高聚物的减震性能。试验结果表明:在不同地震激励的工况下,对于有无高聚物外包的隧道模型,其加速度和频谱差别不大;二者隧道各点上的动应变平均相差31.32%;高聚物外包层隧道模型地表的最终沉降分别比无外包隧道模型和自由场地表沉降约小20%和50%。试验证明高聚物对盾构隧道有减震作用,此试验研究为高聚物在今后的工程应用提供参考依据。     

大型结构地震模拟振动台及台阵的试验精度分析

近年来我国振动台设备发展迅猛,相关试验技术也随之提升,渐成研究热点,然而目前对利用振动台设备开展结构抗震试验的精度如何仍关注较少。本文结合中南大学所建设的振动台台阵试验系统,介绍台阵的具体组成和技术,并综合已开展试验工作,探讨振动台模型试验的精度,明确了重力失真效应、模型材料和制作水平、强地震复现等重要误差因素,并给出了现有实验室技术水平下的误差范围,表明需减小不必要误差以提升试验精度,避免错误试验结论。     

爆炸荷载下浅埋隧道离心模型试验研究

城市基础设施的防爆抗震减灾问题已成为需要高度重视和热点研究问题之一。文中基于清华大学50g-t土工离心机,进行了爆炸荷载下浅埋隧道离心模型试验研究。再现和揭示了近区爆炸荷载作用下隧道结构受荷机理,分析得到了隧道结构的破坏模式,继而确定了防护原则,并初步进行了结构防护试验。     

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。     

爆炸荷载下隧道口动力离心模型试验研究

城市生命线工程如地铁隧道已经成为恐怖袭击的目标,抗爆防爆问题成为热点研究问题之一。文中采用清华大学50g-t土工离心机进行了爆炸离心模型试验,研究了隧道口区域在爆炸荷载作用下土体-结构物系统的动力响应规律。通过测量和分析土体位移得到了弹坑塑性区的界限,分析结构的应变响应,得出塑性区与结构的相对位置是影响结构响应的主要因素之一。     

土工动力离心模型试验中物理破坏模拟比较及关键问题

针对土工动力离心模型试验中模型与原型在动力响应和动力破坏模拟两个不同层次的相似程度。首先分析总结离心模型试验在动力响应模拟、动力破坏模拟两个方面的研究发展现状;然后分析这两种模拟模型中的相似比尺的实现要求、特点和区别;最后,针对抗滑模型桩和地铁模型,分析推导动力离心模型在动力响应模拟和动力破坏模拟中具体的模型理论比尺关系和关键问题,进一步指出目前土工动力离心模型试验研究存在的一些问题和发展方向。分析结果表明,针对模型与原型的相似比尺关系,动力破坏模拟模型的相似条件远比动力响应模拟模型的相似条件要求更为严格,这也是动力破坏模拟模型能够揭示岩土结构原型破坏的根本原因。     

土工动力离心模型试验中物理破坏模拟比较及关键问题

针对土工动力离心模型试验中模型与原型在动力响应和动力破坏模拟两个不同层次的相似程度。首先分析总结离心模型试验在动力响应模拟、动力破坏模拟两个方面的研究发展现状;然后分析这两种模拟模型中的相似比尺的实现要求、特点和区别;最后,针对抗滑模型桩和地铁模型,分析推导动力离心模型在动力响应模拟和动力破坏模拟中具体的模型理论比尺关系和关键问题,进一步指出目前土工动力离心模型试验研究存在的一些问题和发展方向。分析结果表明,针对模型与原型的相似比尺关系,动力破坏模拟模型的相似条件远比动力响应模拟模型的相似条件要求更为严格,这也是动力破坏模拟模型能够揭示岩土结构原型破坏的根本原因。     

高土石坝振动台模型试验理论、技术与应用

对土石坝振动台模型试验理论和技术进行系统阐述,提出基于原型和模型坝料静、动力特性试验的模型相似设计方法和不同强度地震动递进输入(白噪声微振-设计地震-校核地震-破坏试验)的振动试验方法。基于1g大型振动台和ng超重力离心机振动台设备性能现状,结合高土石坝的结构特点和动力试验相似模拟要求,对土石坝振动台模型试验的优势及局限进行深入讨论。结合已有的工程实践,对土石坝振动台模型试验在工程中的应用进行总结,并以某实际高面板堆石坝为例研究面板坝生命周期内经历多次地震情况下结构动力特性的演化规律。     

振动台试验中提高地震波模拟精度的补偿原理和方法

振动台台面运动能高精度地再现所要模拟的地震波，是模拟地震振动台试验的基本要求。本文从原理和实践两个方面对这一问题进行了研究。在讨论通过迭代方法逐步缩小再现地震波误差的基础上，给出了振动台试验中提高地震波模拟精度的补偿试验的方法和步骤。     

槽墩高度对渡槽结构水平地震响应的影响

为了研究槽墩高度对矩形渡槽结构系统的动力特性及水平地震动力响应的影响,本文采用Housner流-固耦合模型,提出了一种用于土-桩-渡槽-水体系统的有限元分析方法.以渡槽结构原理性拟动力试验结果为依据,对拟动力试验进行了有限元仿真计算,验证了本文所给出的计算模型的合理性.在此基础上,重点对不同槽墩高度的矩形渡槽结构系统进行了计算研究,结果表明:渡槽结构的基频随槽墩高变化显著,而其高阶模态频率则变化不大.在E1 Centro波及TAR波输入时,随着槽墩高的增大,渡槽结构关键部位的最大动应力等响应存在递减趋势;尤其在E1 Centro波输入时,递减趋势更为显著.人工波输入时,结构动力响应状况存在一定波动,但从总体而言志,矮墩渡槽的动力响应大于高墩渡槽的动力响应.     

碎石桩加固液化场地高桩码头抗震性能分析

针对经典离心机振动台试验,构建液化场地高桩码头三维数值模型,并验证数值模型的正确性。在此基础上,系统研究加固区距码头的距离、碎石桩直径和长度等参数对液化场地高桩码头加固效果的影响,揭示了不同加固参数下液化场地高桩码头变形受力规律。研究发现：液化场地高桩码头抗震性能与这些参数呈正相关,并且大直径和长尺寸碎石桩可以有效地控制地震过程中高桩码头的水平位移和桩身弯矩。研究工作对液化场地高桩码头地基加固具有重要借鉴意义。     

NEES系统中振动离心机最新进展及国内振动离心机发展设想

美国地震工程网络模拟系统(NEES)代表了国际地震工程试验技术的最新发展趋势,其中振动离心机的建设占有重要地位,而国内振动离心机的现状与我国辽阔的地域、复杂的工程地质条件、高速发展的经济建设以及严峻的地震形势十分不相称。文中概述了我国振动离心机的现状和客观需求,对NEES系统中振动离心机的发展进行了跟踪研究,通过分析UCDavis和RPI两台振动离心机的发展历程和最新进展,阐述了我国振动离心机发展的必要性及重点。强调应加强离心机振动台技术的研发,根据国内当前土动力学和岩土地震工程科学研究的需要,提出了以振动负载为主要指标的思想,指出了发展重点应放在振动负载、频宽、多向、低频位移、辅助试验功能和网络化功能等方面,对一些重要指标提出了建议。     

断层地表同震位错的平均位移估计方法

根据管道性能设计的理念,现行管道抗震设计规范规定现行输油气管道重要区段和一般区段的设防断层位移分别为预测的最大位移值和平均位移值,目前的断层位移估计方法一般给出的只是断层未来一百年的最大位移值,而不能给出平均位移值。针对此问题,本文综合国内外发震断层在地表的同震位错分布调查结果,总结分析了断层同震位错沿断层地表破裂走向的分布形态特点,并通过对实际震例中不同计算方法得到的平均位移进行对比分析,得到了断层的平均同震位错量与断层最大同震位错量的比值关系。基于国内外地震断层位移的大量数据,考虑一定的安全系数,本文建议采用预测断层最大位移值的2/3作为一般区段输油气管道的设防断层位移。      

土石坝振动台模型试验颗粒流数值模拟分析

目前一般采用振动台试验、离心振动台试验和有限元动力分析来获得土石坝在设计地震荷载作用下的形态和抗震性能。本文结合孔宪京等的土石坝振动台试验结果开展了颗粒流细观数值模拟研究,克服了传统连续介质力学的宏观连续性假设,形象而直观地表现出坝体在动力荷载作用下的破坏特征。数值模拟规律与振动台试验规律基本一致。同时还分析了坝体颗粒粘结强度和地震峰值加速度变化对坝体破坏特征的影响。数值结果表明,当颗粒间粘结强度较低时,表现为坝体表面颗粒的滑动破坏,粘结强度稍大时,会出现局部的小块颗粒团整体滑动破坏;随着峰值加速度的增大,坝顶沉降量在增大,坝体破坏特征不变。