层状双向剪切模型箱的设计及振动台试验验证

1、层状双向剪切模型箱的设计及振动台试验验证学 生：梅衍导 师：李振宝 教授日 期：2015.12Contents 目录04 自由场试验与结果分析01 研究背景02 模型箱设计03 试验准备05 结语04 自由场试验与结果分析01 研究背景02 模型箱设计03 试验准备05 结语 1 试验方案设计及现场布置模型箱示意图 模型箱是 地下结构振动台试验的重要设备层状剪切模型箱在消除边界效应和满足土体的水平层状变形方面具有较好的特性采用两个地震激励来代替综合管廊上实际的多点激励提出2 -范数偏差方法 对模型箱边界效应进行定量分析和对比04 自由场试验与结果分析01 研究背景02 模型箱设计03 试验准备

2、05 结语 2 试验概况：设计了两个完全相同的模型箱，尺寸为(长宽高)3.0m1.8m1.92m,，由16层彼此独立的矩形钢框架叠合而成，中部断开, 形成方形空洞，尺寸为520mm520mm横向激振时层状剪切模型箱设计图(单位:mm)纵向激振时层状剪切模型箱设计图(单位:mm)试验中的层状剪切模型箱模型结构接头位置示意04 自由场试验与结果分析01 研究背景02 模型箱设计03 试验准备05 结语 3 双台阵振动台的主要技术指标:每单台的台面尺寸3m6m,，最大载重35t,，最大纵向位移150mm,，最大横向位移150mm， 最大加速度1.0g, 最大抗倾覆力矩70t m土的物理性能参数横向试

3、验传感器布置图(单位:mm)纵向试验传感器布置图(单位:mm)试验加载制度模型场地制备:研究表明, 地下结构的地震响应与结构对土的相对剪切刚度有直接关系。所以，本试验设计要求模型场地的密度应尽量接近原型场地土的密度, 04 自由场试验与结果分析01 研究背景02 模型箱设计03 试验准备05 结语 4 4.1 模型场地基频2-范数偏差在统计意义上是均方一致逼近的概念，反映两个信号的差异。若两个信号的值等于零，说明两个信号完全相同。xi为基准信号,，xj为对比信号。实际应用时，xi与xj可直接取时程或频谱信号2-范数偏差在统计意义上是均方一致逼近的概念，反映两个信号的差异。若两个信号的值等于零，

4、说明两个信号完全相同。采用2-范数偏差的方法对土体加速度响应在能量、傅立叶幅值谱和相位谱三方面进行对比分析。本试验中模型箱的纵向基频为1.75Hz， 横向基频为1.3Hz，对应的模型场地基频分别为6 Hz和5.3Hz。4.2 边界效应定量分析4.3 自由场试验边界效应分析采用2-范数偏差的方法对土体加速度响应在能量、傅立叶幅值谱和相位谱三方面进行对比分析。04 自由场试验与结果分析01 研究背景02 模型箱设计03 试验准备05 结语 4 纵向试验往复构件峰值加速度响应的2 -范数偏差比 纵向试验 纵向试验 横向试验 横向试验 横向试验加速度傅氏幅值谱2 -范数偏差加速度傅氏相位谱2 -范数偏

5、差 4.3 自由场试验边界效应分析04 自由场试验与结果分析01 研究背景02 模型箱设计03 试验准备05 结语 4 4.4 水平位移响应a）纵向试验b）横向试验沿竖向分布的模型场地水平位移幅值自由场土表沉降时程可知，自由场在两个水平方向上均为剪切变形， 且位移响应规律一致4.5 图表沉降a）纵向试验b）横向试验说明即使在最强烈的激振条件下土体密度变化也不大保证了模型场地不会因密度变化太大而改变其物理力学特性04 自由场试验与结果分析01 研究背景02 模型箱设计03 试验准备05 结语 5 本文提出了2-范数偏差的定量计算方法，在相同（或相近）条件下本文试验中边界测点的是较小的, 说明本试验模型箱效应得到了很好的控制模型箱的设计是成功的，为进一步开展地下结构非一致地震作用模型试验提供了性能良好的试验装置对自由场水平位移和土体沉降结果进行了分析模