DSZ-1型动三轴试验机研制与性能试验

动三轴试验机是研究土的动力性质的最基本试验设备。作者研制成功的DSZ－1型电磁式动三轴试验机，气压轴承采用滚动隔膜，三轴室的下加压座采用直线运动轴承，激振器磁体采用八片拼装式，磁场励磁电源做成为调式，动三轴和自振柱共用一套控制、采集及气压系统。性能试验表明，该试验机动态响应好，运动可靠，操作方便，具有较高的试验精度，并于2002年8月20日通过了江苏省建设厅组织的技术鉴定。     

软件滤波在土体自振柱试验中的应用

自振柱试验是测量土样动剪切模量和阻尼比的常用方法,但由于噪声等环境因素的影响,土样扭剪自由振动的衰减波曲线有时会因高频干扰出现不平滑现象,难以得到合理的测试结果。软件数字滤波是解决这类问题的有效方法。本文通过多种软件数字滤波方法优缺点的对比,认为平均滤波法和惯性滤波法能有效解决试验数据中的高频干扰问题,并分别选择适当的滤波参数,得到了平滑的自振衰减波曲线;最后,采用平均滤波法处理了两组自振枉试验数据。结果表明,软件滤波法确能有效消除不合理数据,得到符合一般规律的土体动剪切模量和阻尼比试验结果,从而验证了其在土体自振柱试验中的应用价值。     

固结时间对软粘土动剪切模量的影响

随着固结时间的增加,试样逐渐变硬的硬化效应使软粘土的动剪切模量增大;同时,随着固结时间的增加,试样高度和直径明显减小的尺寸效应,也使软粘土的动剪切模量受到显著的影响。通过软粘土自振柱试验,分析了固结时间对软粘土的最大动剪切模量、动剪切模量比和试样尺寸的影响;根据自振柱试验的基本原理,分析了试样尺寸的变化对软粘土动剪切模量的影响;结合试验得到的固结时间和试样尺寸的关系,分析了固结时间通过试样尺寸对软粘土动剪切模量的影响。     

DGZ-1多功能共振柱常规试验可靠性分析

针对新研制的多功能共振柱讕验机常规土类试验,发展此类仪器的试验可靠性分析理论,建立一套检验自身可靠性的分析方法傌技术,包括试验误差分析、试验定量考核、土工试验等多种技术手段。首先建立了共振柱仪动剪切模量误差、应叐误差和阻尼比误差的分析公式,得到了几种主要影响因素及其对试验误差影响程度的新认识。同时,通过若干已知动剪切模量且频率和土频率相接近的钢杆和铝杆试件的自振和共振试验,定量上验证该仪器常规试验结果的可靠性;通过砂土和原状粘土常规试验,定性上检验土工试验结果的合理性。通过对新研制的多功能共振柱试验机的常规试验功能进行可靠性的自身检验,所有试验结果是令人满意和可靠的,结果符合现有规律的认识。     

排架支承式渡槽自振频率的简化计算方法

本文对于排架支承式渡槽自振频率的简化计算方法进行了研究，对于竖向力、柱和横梁的刚度的相对变化对结构自振频率的影响也进行了研究，从研究结果可发现随着竖向力的增加该结构的自振频率逐渐降低，柱和横梁的刚度的相对变化对于结构的自振频率有比较大的影响。本文的研究成果可为渡槽结构的设计计算提供了参考依据。     

南京地区新近沉积土的动剪切模量和阻尼比的初步研究

本文通过对南京地区两个工程场地漫滩相成因的砂土和淤泥质粉粘土与粉砂互层土的自振动柱试验结果进行分析，探讨了围压对剪切模量G及阻力比λ的影响，通过与Seed和Idriss建议的砂土G/Gmax-γ和λ-γ曲线变化范围的对比，认为不能简单地把淤泥质粉质粘土与粉砂层土当作砂土或粉质粘土对待。     

单围柱重檐攒尖木结构动力特性试验及地震响应分析

为研究单围柱重檐攒尖木结构的动力特性及地震响应,以西安兴庆宫五龙坛木结构建筑为例,对其进行原位动力试验,采用峰值拾取法与随机子空间法,分析了结构的前6阶自振频率、空间振型及阻尼比。考虑单围柱、榫卯连接、斗栱铺作、抹角梁架空间构造的特征,建立了单围柱重檐攒尖木结构有限元分析模型,计算得到结构的前6阶频率、振型及五龙坛原位试验结果吻合较好。结果表明：单围柱重檐攒尖木结构一阶自振频率在1.924～1.975 Hz之间,二阶自振频率在2.146～2.15 Hz之间,一、二阶振型分别为南北平动与东西平动;三阶自振频率在2.775～2.841 Hz之间,振型为扭转振动。输入不同幅值的El Centro波、Taft波及兰州波地震激励,在罕遇地震作用下底层最大层间位移角为1/83,童柱层最大层间位移角为1/87。     

核电站设备的振动台试验

本文进行了核电站设备（IS型单级单吸清水离心泵）的动力特性测试和振动台试验，使用自由振动衰减法、白噪声激振法和半功率点法分别测出了水泵在三个方向上的自振频率和阻尼比。给出了楼板加速度时程的模拟方法。根据本文给出的模拟方法和楼板反应谱，模拟了楼板加速度时程，并进行了水泵的振动台试验。振动台试验是在水泵工作状态下进行的。     

常规土类动剪切模量比和阻尼比试验研究

采用共振柱自振试验方法给出国内常规土类动剪切模量比G／Gmax和阻尼比λ变化的平均曲线,推荐值和包线,使用的共振仪是由工种力学研究所原有共振柱改装而成,并经试验验证了改装后仪器的精度可靠性,试验土类包括粘土,粉质土,粉土,砂土,淤泥和淤泥质土,土样来自国内十余个不同地区,采用折线双曲线拟合G／Gmax,λ随γ衰减关系,其中参数a和b由最小二乘法对每次试验结果回归分析得到,对同类土,将所有的a,b 值平均,用均值a和b给出动剪切模量比和阻尼比与剪应变关系,从而得到了此类土G/Gmax,λ随γ变化曲线及推荐值,试验是在两种固结压力下进行,因而得到的结构分别适用于土体埋深小于10m和埋深10m-20m之间的两种情况。     

南京新近沉积土最大动剪切模量试验研究

使用自行研制的GZZ-1型共振柱试验机对南京及其邻近地区漫滩相成因的淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粘土、粉土、互层土和粉细砂等新近沉积土进行了大量的共振柱试验研究。给出了各类土的最大剪切模量试验结果;采用经验公式对各类土的Gmax/Pa~σ0′/Pa关系曲线进行了拟合,给出了各类土的最大剪切模量经验计算公式中各个拟合参数的参考值。同时,总结了拟合参数的参考值随粘性土的液性状态或砂性土的密实度变化而变化的规律。     

力平衡加速度计在线动态测试方法的实验研究

为了提高强震观测系统中力平衡加速度计动态测试的效率并降低成本，本文提出了利用力平衡加速度计内的自标定机构进行在线动态测试的方法。通过对比力平衡加速度计的绝对测试和在线测试实验结果，证明自标定机构可以代替超低频标准振动台来进行力平衡加速度计的动态测试。     

Dynamic testing and system identification of a multi-span highway bridge

A simple and effective procedure for conducting the free vibration test on highway bridges is presented. The impulsive force in each direction is generated by a loaded truck that either stops suddenly or falls down from a rigid block. The feasibility of the procedure is demonstrated in identification of the dynamic properties, i.e. the vibration frequencies, mode shapes, and damping ratios, of a three-span box-girder concrete bridge using the Ibrahim Time-Domain (ITD) technique. Up to 14 modes have been identified for the present case. For the purpose of verification, ambient vibration tests were also carried out, with the data processed by the random decrement (Randomdec) technique to yield the free vibration response, followed by the ITD technique. The dynamic properties identified from the two types of test correlate very well with each other, indicating the validity of each procedure described herein. Although many more modes can be identified from the free vibration test because of the higher quality of data produced, the easiness and general applicability of the ambient vibration test can still be appreciated. A comparison of the experimental results with those by the finite element method indicated a lesser degree of correlation, implying that the finite element model adopted in design requires further refinement, say, through a more realistic evaluation of the boundary conditions, geometric and material properties of the bridge. Copyright © 1999 John Wiley & Sons Ltd.     

某全钢结构地震模拟振动台试验和理论研究

对体型不规则的全钢结构建筑进行了地震模拟振动台试验研究和理论分析，这种结构体系是由内椭球塔与外框筒连接而成的特殊结构体系。地震模拟试验结果表明这种结构体系仍然以主振型为主，内椭球塔与外框筒连接方式能够满足设计要求。文末采用SAP2000程序对结构模型进行三维受力分析，沿最不利加振方向的理论分析结果与振动台试验结果显示该结构在设计地震作用下，具有足够的安全性。     

新型钢弹簧浮置板道床隔振试验与数值分析研究

提出了一种附加位移放大杠杆的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了理论分析,给出了该装置基于位移放大倍数的阻尼力和耗能计算公式。同时设计制作了附加3倍位移放大的新型钢弹簧浮置板道床隔振装置并进行了地铁振动测试,试验结果表明:该装置隔振效果显著。通过建立新型钢弹簧浮置板道床隔振系统有限元分析模型,数值模拟结果与实测振动数据可进行较好的吻合,结果表明:新型钢弹簧浮置板道床隔振系统能有效地减小结构的动力响应。     

Forced vibration test of a building with semi‐active damper system

The authors developed a semi‐active hydraulic damper (SHD) and installed it in an actual building in 1998. This was the first application of a semi‐active structural control system that can control a building's response in a large earthquake by continuously changing the device's damping coefficient. A forced vibration test was carried out by an exciter with a maximum force of 100 kN to investigate the building's vibration characteristics and to determine the system's performance. As a result, the primary resonance frequency and the damping ratio of a building that the SHDs were not jointed to, decreased as the exciting force increased due to the influence of non‐linear members such as PC curtain walls. The equivalent damping ratio was estimated by approximating the resonance curves using the steady‐state response of the SDOF bilinear hysteretic system. After the eight SHDs were jointed to the building, the system's performance was identified by a response control test for steady‐state vibration. The elements that composed the semi‐active damper system demonstrated the specified performance and the whole system operated well. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

应县木塔环境振动试验

对于复杂的塔状古建筑物,建立一个合适的简化的数学模型是不易实现的。与强迫振动试验相比,环境振动试验比较简单、方便,所确定出的小振幅水平下的木塔结构动力特性具有足够的精度。本文首先结合应县木塔结构环境振动测试实例对环境振动测试方法作了简要介绍,并采用随机信号数据频域分析方法对测试数据进行了分析,确定木塔结构的自振频率。同时,依据不同测点在固有频率处响应的比及零迟时互相关函数确定木塔结构的振型。最后,本文依据自功率谱和互功率谱采用半功率点法计算各振型的阻尼比。本文分析结果表明,在两水平方向上木塔的振动特性存在些微差异,第一振型阻尼比较第二振型阻尼比大。     

Identification of modal parameters of a 600-m-high skyscraper from field vibration tests

Accurate prediction of the dynamic responses of a high-rise building subjected to dynamic loads such as earthquake and wind excitations requires the information of its structural dynamic properties such as modal parameters including natural frequencies and damping ratios. This paper presents the identification results of the modal parameters based on field vibration tests on a 600-m high skyscraper. A set of tests, including ambient vibration test (AVT) and free vibration test (FVT), were conducted on the skyscraper to identify its modal parameters. Firstly, this paper presents and discusses the modal parameters of the skyscraper assessed by several identification methods applied to the AVT measurements. These methods include the wavelet transform (WT) method, the stochastic subspace identification (SSI) method, and the random decrement technique (RDT). Secondly, an active mass damper (AMD) system with total mass 1000 tons equipped into the skyscraper was used to excite the building for estimation of the modal parameters by FVT. Thirdly, this paper presents observations on the structural dynamic behavior of the skyscraper with the operation of the AMD system during a typhoon event. The field measurement results show that the AMD system functioned efficiently for suppression of the wind-induced vibrations of the skyscraper during the typhoon. This paper aims to further understand the structural dynamic properties of super-tall buildings and provide useful information for structural design and vibration control of future skyscrapers.     

液化地基自由场振动台模型试验研究

进行了液化场地自由场振动台试验,试验采用柔性容器以减小边界影响,采用上覆黏土层的饱和砂土作为模型土。试验中再现了液化场地土的震害现象。得出的主要规律有:随着振次的增加,地基的频率迅速降低,阻尼比迅速增大;砂土对地震动起滤波作用;土体的加速度峰值反应在高度上呈"K"形分布;当最初加速度峰值到达前,砂土层中的孔压比存在负值;震后土中振动孔隙水压力不一定随振动的停止而立即开始消散,在短期内可能继续增长。