地质力学模型相似材料配比的正交试验研究

选择正确的相似材料是进行地质力学模型试验的前提,然而,选择合适的材料配比是成功模拟原型工程的关键。经过对大量的相似材料研究现状的调研,在借鉴前人经验的基础上,选择以铁矿粉、重晶石粉、石英砂为骨料,松香酒精溶液为胶结剂,石膏为调节剂的铁晶砂胶结剂作为模型试验的相似材料。采用正交试验法进行配比试验,选择了4因素3水平的正交试验表设置,一共9组配比试验方案,制作小模型试块。通过对小模型试块的物理力学性质试验,获得了相似材料密度、抗压/拉强度、弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角等参数指标,运用极差分析法分析了各个因素对相似材料参数指标影响的主次关系以及影响的规律特性。试验发现,胶结剂浓度对相似材料的主要参数指标影响显著。     

边坡模型相似材料配比试验研究

针对边坡模型试验相似材料配比问题,系统总结了国内外常用的岩体及边坡相似材料配比研究现状:相似材料的配比对物理力学参数特性的影响很大,而不同学者采用的材料及配比方案差异较大,使得边坡模型试验的成果难以得到全面的推广;目前,重晶石粉、石英砂、石膏、甘油、水能模拟自然界中大多数类型的岩体,是进行边坡模型试验的理想材料.采用三因素四水平的正交试验法,对16组不同配比相似材料进行力学试验,通过极差和方差敏感性分析得出结论如下:重晶石粉含量与密度成正比,石膏含量对密度影响不显著;抗压强度与石膏含量呈正相关关系,甘油占比对抗压强度影响明显,呈现先略微增大后急剧降低的特征;弹性模量与甘油和重晶石粉占比呈负相关关系;抗拉强度与甘油占比呈负相关关系,与石膏占比呈正相关关系;随着石膏含量的增加内聚力呈现增大的趋势;内摩擦角呈现出随重晶石粉含量增加而减小的趋势.该问题的研究对边坡模型试验相似材料的配比具有一定的指导意义.     

花岗岩干挂石板材结构振动台试验分析

详尽地分析了广州市某大厦外墙面装饰干挂石材结构体系的足尺振动试验结果，评估了该结构体重体系的抗震性能。结果表明，板材构造不同，其抗震性能不同；处于结构不同部位的板材，其遭受地震作用的反应地不同。     

大型振动台试验土质边坡模型材料相似性及评价

大型振动台模型试验是边坡动力响应和破坏模式研究的重要手段,其中相似材料的选择是决定试验能否成功的关键。以黄土地区2类典型边坡为研究对象,在对滑坡体原状土样开展室内土动力学测试的基础上,提出6种相似比条件下振动台模型试验相似材料的配比方法;对2种相似比条件下相似材料的参数进行量纲分析,依据相似判据、相似准则的约束,以模糊数学理论进行优化,并提出大型土质边坡振动台试验的材料相似性评价体系。     

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.     

长周期地震动输入下大型建筑剪力墙振动台试验

为优化处于长周期地震动输入下的大型建筑剪力墙结构,进行了振动台试验。分析普通地震动与长周期地震动波的区别,证明了长周期地震波具有显著长周期分量的特性。将某一高层酒店剪力墙作为研究案例,设计模拟实验台的构建流程与传感器布局,将建筑模型缩尺比例设置为1∶10。选择CA波、RG波、EL波作为实验用地震波,从位移与结构周期、层间剪力与位移比、易损性以及损失评估等方面对大型建筑剪力墙的抗震性能进行了评估。振动台试验结果表明,在位移相同的情况下,长周期地震波下的建筑极限承载力最小;在经历CA波、RG波、EL波后,模型的自振周期均发生变化,而EL波作用下模型的自振周期始终比基本周期略长;不同地震波下,X、Y向层间剪力变化基本趋于一致;CA波、EL波作用下,X向位移比较为接近,而剪力墙Y向上位移比在三种地震波作用下具有较大差异性;在长周期地震波作用下,大型建筑剪力墙损伤最为严重。     

基于等屈服强度系数的振动台试验动力相似关系研究

为了解既有框架结构的抗震性能,对既有钢筋混凝土框架结构缩尺模型振动台试验的动力相似关系进行了研究,提出了基于等屈服强度系数准则的动力相似关系设计方法,可再现结构地震作用下破坏模式。设计了某五层老旧钢筋混凝土框架结构1/5缩尺模型,进行振动台模拟地震试验。采用有限元对原型结构建模进行数值分析,无论在小震弹性试验阶段还是大震弹塑性试验阶段,数值模拟结果与试验实测结果均基本吻合,验证了本文提出的等屈服强度系数准则的构件层次配筋设计方法的可靠性,可为既有框架结构的缩尺模型设计提供参考。     

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。     

土-地铁隧道动力相互作用的大型振动台试验:试验方案设计

以南京地铁的建设背景为基础,对含有可液化土层的深厚软弱场地上双洞单轨的地铁区间隧道结构进行了大型振动台模型试验研究。根据本次试验的目的和特性,首先给出了模型体系相似比的设计基本原则,并对整个模型体系进行了相似设计,对模型土和模型结构的制备方法和模型材料的物理特性进行了室内试验研究,同时,根据对隧道地震反应分析的数值模拟结果,对传感器的选择及其布置方案进行了分析。最后,根据南京及其周边地区的地震环境,对台面输入地震动的选取及其加载方法进行了具体的阐述。试验结果表明本文对土-地铁区间隧道动力相互作用的大型振动台模型试验的设计方案是合理的,对相关试验结果的整理和分析见另文。     

两个控制装置的模拟地震振动台试验研究

本文作者设计制造了一种高效被动阻尼控制（HEDC）装置和一种半主动控制装置－主动变刚度,阻尼（AVS．D）控制装置,并对其控制机理和控制效果进行了模拟地震振动台试验研究,试验结果表明,HEDC控制效果是令人满意的,而AVS．D控制则可以获得更好的效果,尽管它仅需很少的能量输入,试验结果表明,在AVS．D控制中,装置的电磁阀处于开启状态工作的时间较长,即在大部分时间里AVS．D控制系统是通过阻尼而不足刚度来控制受控结构,这在一定程度上降低了控制时滞的影响。     

Boundary effects of a laminar container in centrifuge shaking table tests

Two dynamic centrifuge model tests were performed to simulate dry or saturated sand deposits subjected to 1 Hz base shaking. This experimental study investigated the boundary effects of a laminar container on the seismic response acquired from accelerometers and from pore pressure transducers, both of which were embedded in the sand bed at various depths and distances from the end walls. Under the tested configurations and the employed input motion used in the study, the test results revealed minimal boundary effects on the seismic responses. The measured maximum amplitude, main frequencies, phase lags of acceleration, and the profiles of the calculated RMS acceleration amplification factor were not affected by the boundaries if the instruments were positioned at a distance of more than one-twentieth of the model length from the end walls and were not positioned on the ground surface. No obvious discrepancies were observed in the time histories of excess pore water pressure, measured at a distance of one-fourth of the model length from the end walls. These results infer that variations in the seismic response at the end walls were minimal; hence the laminar container used in the study may be used effectively to simulate 1D shear wave propagation in centrifuge shaking table tests. However, for other testing configurations, a similar study should be undertaken for evaluating the boundary effect of the laminar container on the seismic responses.     

自由场地基液化大型振动台模型试验研究

目前，大型振动台模型试验是研究液化场地的地基动力特性及土-结动力相互作用的一种有效手段。以1976年唐山地震中倒塌的胜利桥的地基为原型，开展1：lO模型的自由场地基液化的大型振动台模型试验研究，再现了自然地震触发地基砂土液化的各种主要宏观震害现象，尤其是模型地基的试验破坏与其原型的实际震害情况比较吻合。主要介绍有关此次大型振动台模型试验的相似设计、操作技术及试验结果等方面的若干关键科学问题。     

液化场地土-地铁车站结构大型振动台模型试验研究

本文对浅埋于可液化南京细砂地基中的地铁车站结构进行了大型振动台试验研究,对部分试验结果进行了整理,分析了模型地基的加速度和振动孔隙水压力的反应规律。试验结果表明:在整个试验过程中,模型地基浅层土和地铁车站侧向附近地基土最容易发生液化;其次,随着振动台台面输入地震动峰值加速度的增大,离车站结构较远的侧向地基土和底层地基土再发生液化,而车站结构正下方的模型地基土最不容易液化。同时,在模型地基土发生液化后,地铁车站结构发生了明显的整体上浮现象。     

在振动台模型试验中黏滞阻尼器的设计方法

通过有限元分析,计算出原型结构中黏滞阻尼器的合理参数,然后利用阻尼力相似原则,对原型结构中黏滞阻尼器参数进行相似比运算,转化为模型结构中的黏滞阻尼器参数.运用该方法,在连续梁桥纵向消能减震振动台试验中设计模型黏滞阻尼器,从试验结果来看,黏滞阻尼器发挥了良好的消能减震效果.     

土-地铁隧道动力相互作用的大型振动台试验——试验结果分析

在进行土-地铁隧道动力相互作用的大型振动台模型试验中,分别测出了模型地基的加速度反应、隧道结构的加速度反应、结构的侧向土压力反应和隧道结构的应变反应。本文首先对模型体系的加速度反应实测值进行整理,分析了模型地基的边界模拟效果、模型地基和隧道结构的加速度反应规律。其次,对模型隧道结构的应变实测结果进行了分析,给出了地铁区间隧道在水平向地震动作用下横截面的应变分布规律,分析了模型箱侧壁与地基土以及隧道结构与土体接触面上的动土压力实测结果及其反应的规律。最后,对试验中模型土的液化现象、地震裂缝和地下结构上浮等震害现象进行了描述。     

土-桩-钢结构-TLD系统振动台模型试验研究

通过系列振动台模型试验,研究土-结构相互作用对结构TLD减震控制影响。文中首先提出试验模型设计中应考虑的几个主要问题及解决方法,然后介绍土-桩基础-钢结构-TLD相互作用体系的试验成果,分析TLD的减震效果,最后与刚性地基上钢结构TLD减震试验结果相比较,揭示土-结构相互作用对TLD减震效率的影响特点。试验结果表明:土-结构相互作用使得TLD减震效率降低,这一削减作用受到输入地震动的频谱特性和强度的影响。因此,对于建在土层场地上的结构进行TLD减震设计时,应充分重视工程场地条件和地震动特性等实际情况。     

液化大变形条件下地铁车站结构动力反应大型振动台试验研究

本文对浅埋于可液化南京细砂地基中的地铁车站结构的大型振动台试验结果进行了进一步的整理,主要分析了地铁车站结构侧向地基土发生液化大变形时车站结构的应变反应、加速度反应和土与结构侧墙之间接触面的动土压力反应,结果表明:地铁车站结构侧向土体发生液化大变形时,地基土的大变形造成地铁车站结构中柱和侧墙都发生较大的不可恢复的残余变形;在侧墙底部记录的动土压力反应幅值明显比中部和顶部处记录的值要大,中板处的峰值加速度都比底板处的对应值要大。     

人工质量在砖混结构振动台试验中的作用

通过组合墙片的拟静力试验和模型房屋的振动台试验，分析研究了人工质量模拟对砖混结构振动台试验的作用和影响。研究表明，重力对结构的弯曲刚度有较大影响，但不影响结构的剪切刚度。在主拉应力破坏的条件下，结构的破坏荷载随重力的增加而增大。提出了不完全模拟的人工质量模型应满足的相似条件及如何根据模型试验结果估计原型结构的抗震能力。