電磁式振動臺土動力試驗技術研究.pdf

1、地震模擬振動臺是一種普遍應用于地震荷載下結構物破壞機制、設備儀器檢定、抗震設計理論和災變防控技術等方面試驗研究的重要物理模擬手段，探索和發(fā)展新型振動臺設備及相關試驗技術對提升我國科研技術能力和保障經濟建設具有重要價值。電液式驅動是目前地震模擬振動臺最廣泛使用的激振型式，但電磁式振動臺與之相比，具有響應頻帶寬、持時能力長、占地面積小、維護成本低等優(yōu)點，對于解決土木工程領域高速發(fā)展態(tài)勢下出現的各類高頻振動形式、復雜荷載問題中更具研究價值和現

2、實意義，是新一代振動臺發(fā)展的重要方向。因此，電磁式振動臺及相關試驗技術的發(fā)展一直受到國內外學者的廣泛關注和研究。
　　本文以中國地震局工程力學研究所與美國ANCO公司聯合研發(fā)的一臺新型電磁式振動臺和土動力試驗制模與測試技術客觀需求為背景，圍繞電磁式振動臺設計與性能評價方法、若干制模與測試技術展開了深入研究。
　　本文主要完成工作包括：
　?。?）綜述了地震模擬振動臺發(fā)展歷史和研究現狀；對比了不同激振形式優(yōu)缺點；分析總結

3、了目前土動力學試驗技術研究內容和發(fā)展水平，在對現有試驗技術充分調研基礎上，指出了重點研究方向。
　?。?）闡述了新式電磁式振動臺操控系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)和負載系統(tǒng)三部分結構組成與伺服電機-搖桿-連桿聯合驅動的功能特點；給出了數據采集、模型箱、輔助測試等方面設計要點和功能特色。
　　（3）利用等加速度掃頻與功能曲線掃頻兩種測試方法，掌握和評價了電磁式振動臺基本性能；分別在振動臺額定工作頻率范圍和超限工作頻率范圍下，進行了多條輸入地震

4、波的篩選試驗，給出了該振動臺最優(yōu)輸入地震波。
　　（4）自行設計與開發(fā)了一種砂雨法制樣裝置，采用標定試驗法分析了砂雨法制樣裝置基本性能；評價了關鍵控制要素對相對密度的影響規(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，該制樣裝置可控最小穩(wěn)態(tài)相對密度干砂試樣為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，分析了地震模擬試驗中經常出現的加速度計偏移現象，建立了一種基于幾何位姿性態(tài)的修正方法，