【摘要】：振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中地震動(dòng)輸入是一個(gè)關(guān)鍵因素,地震動(dòng)持時(shí)壓縮是1-G振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié),地震動(dòng)持時(shí)壓縮后,地震動(dòng)特性發(fā)生改變,對(duì)地基-結(jié)構(gòu)體系動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生顯著影響。為了研究振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中地震動(dòng)輸入特性,特別是地震動(dòng)持時(shí)壓縮對(duì)可液化場(chǎng)地-結(jié)構(gòu)體系地震非線性動(dòng)力響應(yīng)的影響,本論文較系統(tǒng)地闡述了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的整體設(shè)計(jì)思路,其中重點(diǎn)闡述了相似比設(shè)計(jì)思路及持時(shí)壓縮方法、模型地基及結(jié)構(gòu)制備、疊層剪切型模型箱性能、傳感器布設(shè)及新型傳感技術(shù)、持時(shí)壓縮后地震動(dòng)特性的變化、數(shù)據(jù)處理方法。成套方案設(shè)計(jì)思路為振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)提供了完備、科學(xué)的方法。
【圖文】：

鈉醒顧?［2－4］。地震動(dòng)持時(shí)壓縮特性對(duì)地基－結(jié)構(gòu)體系動(dòng)力響應(yīng)的影響還未有較為合理的理論和規(guī)律表述。作者擬通過(guò)系列振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)開(kāi)展地震動(dòng)持時(shí)壓縮對(duì)液化地基－結(jié)構(gòu)體系非線性動(dòng)力響應(yīng)的影響研究。本論文闡述整體試驗(yàn)思路，重點(diǎn)分析地震動(dòng)持時(shí)壓縮原則、地震動(dòng)持時(shí)壓縮效果、模型箱可靠性、新型測(cè)試技術(shù)、新型傳感器布置技術(shù)、多類型數(shù)據(jù)耦聯(lián)分析方法。為多介質(zhì)耦合體系振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中地震動(dòng)持時(shí)壓縮的地震動(dòng)輸入問(wèn)題及地震動(dòng)持時(shí)壓縮對(duì)液化地基－結(jié)構(gòu)體系非線性動(dòng)力響應(yīng)的影響提供了方案及分析方法。1振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)圖1振動(dòng)臺(tái)實(shí)景圖Fig．1Live-actiononshaking-table1．1試驗(yàn)系統(tǒng)及設(shè)備模型試驗(yàn)在北京工業(yè)大學(xué)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展，振動(dòng)臺(tái)采用MTS-TestStar控制器以及MTS作動(dòng)器作為激勵(lì)裝置。臺(tái)面尺寸:3m×3m;頻率范圍:0．4～50Hz;最大承載:60t;X向最大位移:±127mm;X向最大速度:600mm/s;X向最大加速度:1．0g;最大傾覆力矩:30t·m，振動(dòng)臺(tái)實(shí)景如圖1所示。1．2試驗(yàn)?zāi)康募暗卣饎?dòng)持時(shí)壓縮確定方法地基土－結(jié)構(gòu)體系的相似比設(shè)計(jì)涉及到地基土與結(jié)構(gòu)，不同學(xué)者開(kāi)展了多介質(zhì)耦合相似比設(shè)計(jì)方法的研究和應(yīng)用工作。相似比設(shè)計(jì)多采用量綱分析法、相似理論和控制方程法，各方法特點(diǎn)詳見(jiàn)文獻(xiàn)［10］�，F(xiàn)階段較為常用的基于1-G振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)的地基土－結(jié)構(gòu)體系相似比設(shè)計(jì)的核心流程可歸納為:液化地基－結(jié)構(gòu)體系試驗(yàn)的相似性設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮液化場(chǎng)地的有效上覆土壓力和振動(dòng)孔隙水壓力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，并盡量匹配多種介質(zhì)材料的相似比。Cauchy常數(shù)和Froude常數(shù)是關(guān)于質(zhì)量和重力相似的重要無(wú)量綱參數(shù)，，針對(duì)液化地基－結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，常選取Froude常數(shù)作為相似標(biāo)準(zhǔn)(重力相似律)，以反映原型與模型之間慣性力與重力的相似特性。通過(guò)實(shí)際場(chǎng)地與模型地基?

第5期許成順，等:考慮地震動(dòng)持時(shí)的液化場(chǎng)地－樁基振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)設(shè)計(jì)接近模型地基的卓越頻率))作為系列振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的唯一可變量，分析地震動(dòng)持時(shí)壓縮對(duì)液化場(chǎng)地－結(jié)構(gòu)體系地震響應(yīng)的影響，系統(tǒng)地震動(dòng)輸入示意圖見(jiàn)圖2。圖2體系地震動(dòng)輸入示意圖Fig．2Thediagramofinputgroundmotion1．3模型地基與模型結(jié)構(gòu)制備采用標(biāo)準(zhǔn)地基裝樣模式進(jìn)行地基制備以保證試驗(yàn)的單因素特性。模型地基采用分層制備方法，以5cm為分層標(biāo)準(zhǔn)，并在分層處進(jìn)行拉毛處理，飽和液化層(54cm)頂部覆蓋不透水黏土層(3cm)。振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)前，取表層黏土及試驗(yàn)用砂開(kāi)展室內(nèi)試驗(yàn)，測(cè)得表層黏土的密度為1903．33kg/m3，細(xì)砂的密度為1911．67kg/m3，試驗(yàn)用細(xì)砂的相關(guān)材料參數(shù)見(jiàn)表1，模型細(xì)砂的顆粒級(jí)配曲線如圖3。模型細(xì)砂要經(jīng)過(guò)晾曬、過(guò)篩，并采用雨砂法制備模型地基，以保證模型地基充分飽和;雨砂法制備模型地基的示意圖如圖4所示。樁基及上部結(jié)構(gòu)(配重)采用空心鋼樁進(jìn)行模擬，模型結(jié)構(gòu)如圖5所示。表1細(xì)砂的材料特性Table1Materialpropertiesoffinesand累積百分含量(%)特征粒徑(mm)不均勻系數(shù)曲率系數(shù)≤0．075mm≤0．25mm≤0．5mm≤1．0mm≤2．0mmD60D50D30D10CuCc7．8239．5085．7199．041000．360．310．200．094．001．23圖3模型地基的材料特性圖4模型地基制備示意圖圖5模型結(jié)構(gòu)Fig．3MaterialpropertyofmodelsoilFig．4PreparingofmodelfoundationFig．5Themodelstructure1．4地震動(dòng)輸入及工況安排通過(guò)比選不同類型的地震動(dòng)，最終采用臥龍臺(tái)地震記錄作為輸入地震動(dòng)。臥龍臺(tái)地震記錄的原始E-W53
【作者單位】： 北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院;中國(guó)地震局地球物理研究所;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51578026,51421005)~~
【分類號(hào)】：TU435

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本文編號(hào)：2551432