電磁式振動(dòng)臺(tái)土動(dòng)力試驗(yàn)技術(shù)研究.pdf

1、地震模擬振動(dòng)臺(tái)是一種普遍應(yīng)用于地震荷載下結(jié)構(gòu)物破壞機(jī)制、設(shè)備儀器檢定、抗震設(shè)計(jì)理論和災(zāi)變防控技術(shù)等方面試驗(yàn)研究的重要物理模擬手段，探索和發(fā)展新型振動(dòng)臺(tái)設(shè)備及相關(guān)試驗(yàn)技術(shù)對(duì)提升我國(guó)科研技術(shù)能力和保障經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要價(jià)值。電液式驅(qū)動(dòng)是目前地震模擬振動(dòng)臺(tái)最廣泛使用的激振型式，但電磁式振動(dòng)臺(tái)與之相比，具有響應(yīng)頻帶寬、持時(shí)能力長(zhǎng)、占地面積小、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于解決土木工程領(lǐng)域高速發(fā)展態(tài)勢(shì)下出現(xiàn)的各類高頻振動(dòng)形式、復(fù)雜荷載問題中更具研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)

2、實(shí)意義，是新一代振動(dòng)臺(tái)發(fā)展的重要方向。因此，電磁式振動(dòng)臺(tái)及相關(guān)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展一直受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究。
　　本文以中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所與美國(guó)ANCO公司聯(lián)合研發(fā)的一臺(tái)新型電磁式振動(dòng)臺(tái)和土動(dòng)力試驗(yàn)制模與測(cè)試技術(shù)客觀需求為背景，圍繞電磁式振動(dòng)臺(tái)設(shè)計(jì)與性能評(píng)價(jià)方法、若干制模與測(cè)試技術(shù)展開了深入研究。
　　本文主要完成工作包括：
　?。?）綜述了地震模擬振動(dòng)臺(tái)發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀；對(duì)比了不同激振形式優(yōu)缺點(diǎn)；分析總結(jié)

3、了目前土動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)研究?jī)?nèi)容和發(fā)展水平，在對(duì)現(xiàn)有試驗(yàn)技術(shù)充分調(diào)研基礎(chǔ)上，指出了重點(diǎn)研究方向。
　　（2）闡述了新式電磁式振動(dòng)臺(tái)操控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和負(fù)載系統(tǒng)三部分結(jié)構(gòu)組成與伺服電機(jī)-搖桿-連桿聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的功能特點(diǎn)；給出了數(shù)據(jù)采集、模型箱、輔助測(cè)試等方面設(shè)計(jì)要點(diǎn)和功能特色。
　?。?）利用等加速度掃頻與功能曲線掃頻兩種測(cè)試方法，掌握和評(píng)價(jià)了電磁式振動(dòng)臺(tái)基本性能；分別在振動(dòng)臺(tái)額定工作頻率范圍和超限工作頻率范圍下，進(jìn)行了多條輸入地震

4、波的篩選試驗(yàn)，給出了該振動(dòng)臺(tái)最優(yōu)輸入地震波。
　?。?）自行設(shè)計(jì)與開發(fā)了一種砂雨法制樣裝置，采用標(biāo)定試驗(yàn)法分析了砂雨法制樣裝置基本性能；評(píng)價(jià)了關(guān)鍵控制要素對(duì)相對(duì)密度的影響規(guī)律；給出了該砂雨法裝置的正確使用方法和可靠性控制參數(shù)，該制樣裝置可控最小穩(wěn)態(tài)相對(duì)密度干砂試樣為50％，飽和砂試樣為35%。
　?。?）開展了干砂模型與飽和砂模型平行試驗(yàn)，分析了地震模擬試驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的加速度計(jì)偏移現(xiàn)象，建立了一種基于幾何位姿性態(tài)的修正方法，