基于地基动力测试中电磁激振器的改进应用研究

基于对传统地基强迫振动激振法测试中激振器所产生的激振扰力不足的问题,提出采用并联双发倍增扰力电磁激振器激振来增强激振扰力的方法。为此,首先通过分析普通机械式激振器的不足之处,提出并联双发倍增扰力电磁激振器的设计和改进方法,然后结合实际工程项目测试数据对比两者之间激励效果的差别,找出不同频点驱动电流与幅频响应之间的函数关系,最后通过不同类型地基实际测试计算结果表明,采用并联双发倍增扰力电磁激振器不但可以满足天然地基土较低频的幅频曲线特性要求也可满足岩质类地基和基桩块体基础较高频的幅频曲线特性要求,其测试得到的频响曲线在较宽阈值范围内都有真实的幅频响应,同时也完善了普通机械式激振器扰力及频带宽度上限低不适于岩质类地基和基桩块体基础振动测试的问题,说明并联双发倍增扰力电磁激振器可以用于常扰力地基土强迫振动测试,进一步也验证并联双发倍增扰力电磁激振器产生的扰力用于基桩块体基础的强迫振动测试也是可行的。     

核电厂动力机器模型基础动力参数测试的优化

核电厂汽轮机厂房多位于坚硬的岩石地基上,模型基础动力参数测试共振频率达到100 Hz以上,土质地基上常用的测试方法由于其机械式激振器扰频上限低的缺陷,对核电厂岩石地基适用性很差。在激振器、垫层、激振器与模型基础的连接方式、测试方式等方面进行研究,优化、改进了测试设备和测试方法,开发了全自动常扰力测试控制系统,使之更适合核电厂岩石地基,测试结果更准确地代表岩石地基的动力特性。     

偏心式激振器在稳态瑞利波勘探中的应用

介绍了偏心式激振器在稳态瑞利波勘探中的应用,现场工作布置方法以及频散曲线的计算方法,并对稳态瑞利波法勘探与钻孔波速测试进行了对比,两者数据很接近, 偏心式激振器激振频率低,激振能量大,在稳态瑞雷波法勘探中应用效果很好,可以代替钻孔声波测试,进行地层波速测试,降低成本,提高工程勘察效率。     

现行瑞雷波测试全面解决方案--SM98瑞雷波仪问世

SM98瑞雷波仪应用领域和特点 SM98仪器通频带1 Hz～10 kHz,采用频率10 Hz,动态范围＞96 dB.高的分辨率使之可用于公路结构层厚度测定,路基压实检测,砼强度测试,低应变测桩等土建工程质量检测领域.其既可用于稳态激振(配有激振力为600 N,100 N,20 N电磁激振器)测试,也可用于瞬态激振测试.在稳态激振时,实现了类似于日本GR?.810仪器的变幅波激振,提高了测试结果的可靠性和生产效率.瞬态激振时可连续测量,也可点测.由于采用了多道互相关分析技术,在现场可实时看到测试结果.上图为仪器照片.     

现行瑞雷波测试全面解决方案——SM98瑞雷波仪问世

ＳＭ 98瑞雷波仪应用领域和特点ＳＭ 98仪器通频带 1Ｈｚ～ 1 0ｋＨｚ ,采用频率 1 0Ｈｚ ,动态范围 >96ｄＢ。高的分辨率使之可用于公路结构层厚度测定 ,路基压实检测 ,砼强度测试 ,低应变测桩等土建工程质量检测领域。其既可用于稳态激振 (配有激振力为 6 0 0Ｎ ,1 0 0Ｎ ,2 0Ｎ电磁激振器 )测试 ,也可用于瞬态激振测试。在稳态激振时 ,实现了类似于日本ＧＲ 81 0仪器的变幅波激振 ,提高了测试结果的可靠性和生产效率。瞬态激振时可连续测量 ,也可点测。由于采用了多道互相关分析技术 ,在现场可实时看到测试结果。上图为仪器照片。　　Ｓ…     

对目前岩石“全曲线”测试的若干看法

从电液伺服岩石压力试验机工作机理的角度,对目前岩石应力-应变全过程曲线(以下简称“全曲线”)测试中的一些问题进行了分析,提出了自己的看法,目的是为了解决“全曲线”测试的2个问题,即如何测出“全曲线”;如何使测出的“全曲线”真实反映岩石的力学特性,并将其用到工程中。     

大型多功能高压岩石结构面剪切伺服试验系统及功能测试分析

高法向应力和常法向刚度边界是深部岩体结构面基本边界约束特征,开发具有高法向荷载、大剪切面积、多剪切模式、长剪切距离的岩石结构面剪切伺服试验系统是认识深部岩体结构面剪切变形与破坏的前提。为此,阐述了新开发的大型多功能高压岩石结构面剪切伺服试验系统的特征参数和功能特性。该系统由法向与剪切加卸载子系统、伺服控制子系统、数据采集与交互软件子系统、液压油源辅助子系统等组成,其最大法向荷载为1 500 kN、最大剪切荷载为2 000 kN,可适用尺寸为20 cm×10 cm×20 cm、30 cm×20 cm×30 cm和50 cm×30 cm×30 cm(长×宽×高)的结构面剪切/试块剪断试验。试验过程可采用复杂的法向加卸载(NLU)、常法向荷载(CNL)、常法向刚度(CNS)、快/慢剪(FLS)、往返剪(GBS)等试验模式,辅助有剪切观测视窗和声发射定位监测。基于水泥材质结构面和岩石试样开展本系统的功能测试试验结果表明,由于采用了先进的硬件结构设计和高效的伺服软件控制,该高压伺服试验系统可以实现高频伺服反馈控制和数据自动采集,从而可获得稳定和可靠的结构面试样剪切测试结果,支撑深部含结构面岩体稳定性理论研究和工程应用分析。     

列车荷载作用下高铁路基速度传递规律模型试验研究

列车运行速度的提高会加剧轨道路基结构的振动,削弱其动力稳定性,并可能产生过大的附加沉降,严重时可导致轨道路基结构失稳破坏,因此,在列车荷载作用下高铁路基结构的动力响应是世界各国高速铁路建设及运营过程中亟待解决的课题。依托典型高速铁路路基工程,利用自主研制的伺服激振控制系统,开展了大比例尺的高铁路基激振模型试验研究,通过激振器模拟列车轮轴循环加载,得到了不同频率激振力作用下路基不同层位的速度的时程变化曲线及幅值空间分布特征;揭示了列车荷载作用下路基速度幅值传递及衰减规律。研究表明,不同频率的激振力作用下路基土体的速度曲线具有明显的周期性峰值;同一频率作用下路基土体中速度幅值沿深度方向不断减小,呈指数衰减趋势,随着深度的增加。研究成果为相应实际工程的设计、施工及运营提供了一定的参考及借鉴。     

轻便快速振动冲击取样机具的研制

为了解决化探取样和环境取样在交通不便、缺水地区的生产实际问题,研制了高效、轻便的振动冲击取样机具。介绍了激振器、取样器及机架等模块的技术参数、结构形式和特点,并结合生产试验情况提出改进建议。     

TGSD-50型声频振动取样钻机的研制

声频振动取样技术是近年发展速度较快的适用于土壤环境地质取样的新型取样技术,是利用声频振动头（激振器）内对称分布于钻机输出轴两侧的两个激振锤同步旋转产生的高频振动力（50~200 Hz）振动钻杆或外套管钻进。主要介绍了TGSD-50型声频振动取样钻机的结构设计、主要技术参数和特点。     

重力梯度仪用石英挠性加速度计伺服线路噪声分析

高分辨率加速度计是重力梯度测量的核心传感器,其中石英挠性加速度计是目前重力梯度测量中主要使用的加速度计,对其噪声性能有严格的要求。为此提出一种新型基于交流恒压激励的差分电容检测原理的石英挠性加速度计低噪声伺服前放电路,在此基础上,结合加速度计表体参数和伺服线路校正参数,研制出完整的伺服线路。在系统工作频率上对伺服系统带来的噪声影响做出定量分析,其对系统的总体噪声影响约为1.0×10-10g/槡Hz(0.5 Hz),可以满足10 E以上分辨率的重力梯度测量需要。     

一种伺服液压加载双室三轴仪的研制与开发

三轴试验是土力学领域控制试样固结条件和加载剪切排水条件测试土的强度、变形特性参数的常用试验,也是研究土的强度及本构关系的重要手段。针对国产三轴试验中分别通过压力室体积变化和密封轴向传力杆量测试样应变和轴向荷载的不足,研制了试样的双室压力室,3组独立的伺服步进电机驱动液压缸活塞的液压体变控制器,开发了能够控制不同加载方式、加载或变形速率的自动控制系统和计算控制程序及操作界面。双室压力室的内外腔各自由一组伺服步进电机驱动液压缸活塞的液压体变控制器施加与固结围压相同的液压;试样上端部轴向传力轴固定于压力室顶部,且连接荷载传感器量测试样承受的轴向荷载,试样下端部承受竖向加载轴作用,且与压力室底座密封,竖向加载轴的荷载由一组独立的伺服步进电机驱动液压缸活塞的液压体变控制器控制竖向加载轴下端连接的液压缸加载。该仪器能够自动量测轴向荷载、轴向变形、试样外体变、试验孔隙水压力、压力室内外腔压力。试验验证表明,该仪器系统性能稳定,提高了量测精度,具有构造简单、操作简便、自动化程度高、生产成本低等特点。     

MTS数字程控伺服岩石刚性试验机功能开发

介绍了以美国MTS815Teststar型程控伺服单轴岩石刚性试验机为基本设备，配套开发的常规三轴、真三轴和直剪试验等功能组成的一个多功能数字程控伺服岩石力学试验系统的结构和性能。     

利用相频曲线求解模型基础动力参数的探讨

通过正向理论推导和数据反算验证相结合的方式，得到利用峰值频率前幅频响应曲线和相频响应曲线求解模型基础动力参数的方法。以根据实测曲线求解所得动力参数反算其理论幅频曲线和相频曲线，若理论曲线贴近实测曲线，表明求解所得动力参数能够代表所测地基与模型基础振动系统的动力特性；若理论曲线偏离实测曲线，则要检查动力参数计算方法的正确性及数据取值的代表性；即使激振器的扰频能够覆盖共振频率，在测量振动幅值、得到幅频曲线的同时监测激励与响应的相位差、得到相频曲线也具有重要意义；利用回归反射式光电开关及自动化测试仪器，可以方便地测量激振力与振动位移的相位差，在测试过程中同步显示幅频曲线和相频曲线。     

地铁列车荷载作用下地裂缝附近土压力响应特征模型试验研究

为研究地铁列车振动荷载对地裂缝附近土压力动响应的影响机理,开展了地裂缝与斜交马蹄形地铁隧道的物理模型试验,分别制作地铁隧道模型和土层模型,采用激振器模拟地铁列车振动,通过压力盒测试土压力分布规律。试验结果表明:地裂缝未活动时,激振点所在的地裂缝一侧的附加土压力大于另一侧的附加土压力,离激振点越远附加土压力越小。垂直隧道方向的附加土压力分布具有隧道轴线处最大、隧道两侧逐渐减小的规律。地裂缝活动后,位于隧道上部的土体附加压力呈现上盘大、下盘小的分布规律,其余部位的附加土压力呈现下盘大、上盘小的规律。地裂缝未活动时,土体附加压力的分布主要受地裂缝的存在及与激振点距离的影响;地裂缝活动后土体附加压力的分布主要受隧道与土体接触状态的影响。     

高瓦斯煤的渗透性试验

煤岩体变形和强度以及流体在多孔隙裂隙煤中的渗流规律,是高瓦斯煤层开采中关注的问题。阐述了高瓦斯煤力学介质属性、微结构模型、渗透特性及其孔裂隙和破碎块度的分形特征;利用电液伺服岩石力学试验系统,以数控瞬态渗透法进行了煤样全应力应变过程的电液伺服试验,研究了全应力应变过程中煤样渗透性的变化特征。试验结果显示:煤样的力学性能与其微结构和微孔隙特征密切相关,渗透率变化与试样内部裂隙发展变化过程密切相关。     

电磁式可控震源与大地耦合的研究

目前国内各大油田采用的可控震源 ,主要以车载液压式为主 ,频率低 ,重量大。耦合方式是把整车的重量压在激震器基板上 ,由于整车的重量远大于激振器的输出力 ,所以耦合效果较好。通过物理工程建模 ,研究了激震器所输出的力与底座、弹簧、配重的关系。使得实际工作中可以避免激震器与大地脱耦 ,实现在浅层地震勘探时将激震器产生的力最大限度的传入地下 ,并减少了系统的重量     

基坑测斜观测数据误差分析方法研究

测斜是基坑监测的必要项目,针对测斜观测数据存在各种误差影响因素的情况,该文通过间接观测值探讨了伺服加速度计式测斜仪观测数据误差分析的统计检验方法,以期具有实际应用价值。     

煤层及其顶、底板岩石力学性质对水力压裂裂缝延伸的控制

为了揭示煤层及其顶、底板岩石力学性质对水力压裂裂缝延伸的影响,应用岩石三轴伺服机测试陕西韩城地区煤层及顶、底板岩石力学性质,总结不同类型岩石力学性质特征和差异; 剖析孔隙率和含水率与岩石力学性质之间的关系,探讨岩石力学性质差异对煤层水力压裂的影响。研究表明:岩石强度随孔隙度增大而降低; 岩石矿物成分及其胶结程度与孔隙度决定岩石的软化程度,水分对不同类型岩石强度的影响方式和程度差异较大; 当煤层埋藏较浅,煤层与顶、底板岩石的弹性模量存在较大差异时,水力压裂裂缝更易控制在煤层中,且延伸更长更远。     

800T高温高压伺服三轴流变仪

800T高温高压伺服三轴流变仪是用于研究地壳温压条件下岩石强度、变形性质和破坏机制的一台大型实验设备。这套设备是中国科学院地球物理研究所为发展地学基础理论并为工程建设服务,于1979年提出总体方案,组织有关工厂于82年底研制成功的。