卫星三轴振动试验条件的等效制定方法

卫星主动段所承受的真实振动环境为多轴同时发生,目前的振动试验方法为单轴分别加载,是一种非真实近似方法.为了模拟真实的卫星振动环境,并缩短研制周期,提出了一种卫星三轴振动试验条件等效制定方法.利用有限元分析技术开展单轴仿真分析,基于单轴仿真结果和响应最大包络原则,将该问题转化为数学优化问题.引入遗传算法(geneticalgorithm,GA)等全局优化算法,搭建优化流程,实现三轴试验条件的合理化制定.该方法能够真实模拟主动段振动环境,使航天器考核更合理.

三轴振动试验系统工作平台的谐振频率分析

为验证并提高三轴振动试验系统工作平台的谐振频率,进而提高系统的工作频率范围,文章采用有限元软件对平台在自由状态下的模态进行仿真。比较仿真结果与三轴振动试验结果可以看出,对角和对边弯曲频率偏差较小。该结果可为后续设计工作提供相对精确的计算指导。

超深厚覆盖层中深埋细粒土地震残余变形特性振动三轴试验研究

土石坝(超)深厚覆盖层地基中的深埋细粒土抗地震残余变形能力较差,尤其是在土层厚度较大时,覆盖层地基连同坝体在强震作用下可能会产生较大的地震沉陷。针对我国西部某大型土石坝工程,对超深厚覆盖层地基中深埋粉砂层土的地震残余变形特性进行三轴试验研究。研究表明:试验土料级配曲线与相应土层各钻孔平均级配曲线很接近,试验土料的颗粒级配对实际土层的颗粒组成特性具有代表性;试验土料的地震残余变形特性主要受土体密度、固结条件和围压力条件等控制,尤其是固结比对土体地震残余变形特性影响较大;各因素对土体残余体积变形特性和轴向变形特性的影响规律有所差异。

振动三轴试验中仪器系统阻尼力的水试样校正法

一、前言目前国内外广泛使用室内试验的多种方法,测定诸如动模量、动阻尼比、动强度等一系列土的动力特性指标。这些试验成果的可靠性主要受到土样采取与制备、试验操作与资料整理方法、仪器设备等土动力测试水平的制约,也直接影响到有效地进行土工建筑物及地基的抗震稳定性评价。因此,加速提高土动力测试水平。

基于光纤陀螺技术的三轴振动转角测试

提出了基于光纤陀螺技术的三轴振动转角测试方法,根据三轴试验需求组建了光纤陀螺转角测试系统。通过三轴振动试验应用该系统对振动台台面的转角位移进行了实测,对振动台面的实时角速度信号进行频域分析和处理。结果表明:基于光纤陀螺技术的三轴振动转角测试系统方案的可行性与正确性。

单、双向动三轴试验条件下饱和砂动力特性对比

在饱和砂土地震液化评估中,多用单向动三轴试验代替双向动三轴试验获得土体的抗液化强度。由于单向激振和双向激振产生的应力路径不同,土的动力特性受应力路径影响,其合理性尚待证明。本文利用双向振动三轴仪分别采用单、双向振动形式进行饱和砂土振动液化试验,对比了相同动剪应力作用下累积孔压和动强度,分析了较大循环振次作用下单、双向振动方式使试样动力响应产生差异的原因,提出了利用单向三轴试验代替双向振动模拟地震循环剪应力获得砂土动力特性的室内试验方法的适用条件。

基于振动三轴试验的邵伯节制闸地基加固改造研究

邵伯闸是南水北调东线工程输水线路上的涵闸,已严重老化。为防止在加固改造过程中出现地基液化的情况,采用局部灌浆的方法对其进行加固。本文针对邵伯闸地基土在局部灌浆前后的液化特性进行振动三轴试验,并进行数理分析,研究表明局部灌浆可以有效防止节制闸地基土的液化,为其他节制闸改造加固工程提供借鉴。

饱和含细砾砂动孔隙水压力特性三轴试验研究

利用TAJ—20振动三轴仪对饱和含细砾砂进行振动三轴试验,研究了几种不同因素下砾砂的孔压发展规律;并采用双曲线孔压模型进行了拟合。试验结果表明:随着振动周次和动应力幅值的增加,动孔隙水压力逐渐增加,而动孔压随固结应力比的增大逐渐减小。等压固结含细砾砂孔压均能达到围压,而偏压固结孔压是否达到围压主要取决于动应力幅值能否大于主应力差,即动应力是否足够大;但当固结应力比太大,孔隙水压力不能达到围压。饱和含细砾砂动孔压比增长随相对密度的增大而减缓,当达到相同的动孔压比,相对密度越大,振动破坏所需的振动周次也就越多,土体就越不容易破坏。振动频率越快,动孔压比上升越快,即孔隙水压力上升速度越快。当达到相同的孔隙水压力时,振动频率越快,振动破坏所需的时间就越少。饱和含细砾砂动孔压发展可用双曲线模型很好的拟合,可为工程实践和试验资料的积累提供依据。

多功能三轴试验机的研制与试验

针对细粒土的复杂应力路径的试验,研制了1台智能化控制的液压伺服多功能三轴试验机,该试验机包括主机、数字化控制系统、动力供给系统三个组成部分;其轴压和围压可实现电液伺服的闭环控制;在静力试验中可实现复杂应力路径的任意控制和加载;在动力试验中可同时施加轴向和侧向的双向振动荷载,且可进行等应变增量比的试验。初步试验表明,该系统结构简单,使用方便,重复性好。

《非饱和土试验方法标准》发布施行

《非饱和土试验方法标准》(以下简称标准),经中国工程建设标准化协会审查已批准发布,自2023年10月1日起施行,编号为T/CECS 1337-2023。标准共分26章和6个附录,主要技术内容包括总则、术语和符号、基本规定、土-水特征曲线测定试验、非饱和土侧限压缩试验、非饱和土直剪试验、黄土侧限增/减湿变形试验、抗拉强度试验、非饱和土三轴试验、水平土柱渗水试验、渗气试验、真三轴试验、恒体积法膨胀力试验、温控力学试验、蠕变试验、结构特征试验、化学-力学特性试验、振动三轴试验和共振柱试验、空心圆柱动扭剪试验、渗水模型试验、原位质量含水率与基质吸力检测试验、孔内剪切试验、原位多场综合监测、三轴试样全表面变形数字图像测量试验、三轴试样含水率分布测试试验、土的分散性鉴别试验等。

低围压下埕北海域重塑粉土振动孔压模型试验研究

开展了低围压条件下固结不排水振动三轴实验,对埕北海域重塑粉土振动孔压发展模型进行研究.低围压条件下粉土孔压随振次的发展曲线呈现两种形态,具体呈现何种形态与粉土轴向动应力和临界循环应力有关.对孔压数据进行了归一化处理,发现低围压条件下粉土孔压模型可以用指数函数进行拟合,且黏土含量并不影响孔压模型形式,只会影响a、b两个实验参数.孔压影响因素分析表明,少量黏粒含量的加入可以使粉土的孔压发展速度增大;振动频率对粉土孔压发展的影响也存在一个临界值,约0.2 Hz,当振动频率小于该值时,粉土孔压增长速度随频率的增加而减缓;当振动频率大于该值时,粉土孔压增长的速度随频率的增加而增大.

饱和砂土振动液化试验研究

六十年代以来,国内外地震活动十分频繁,特别由地震引起土工建筑物和地基的振动液化问题,对工程建筑物的危害尤为严重。为了预报和预防地震引起的灾害,迫切需要加强对振动液化试验的研究。 目前,振动三轴仪是室内研究振动液化的主要仪器设备。按施加振动力的激振方式有惯性力式、电磁式,气动式和电液式等。由于仪器设备的不同,对同一种土的试验结果能有多大影响,各种因素的影响如何?振动液化的机理应如何理解,单向与双向试验结果差别有多大?是值得探讨的问题。这对修订统一的振动液化试验操作规程,了解试验因素的影响及探讨振动液化的机理等具有重要实际意义。

不同固结条件下尾矿粉质黏土动力变形特性分析

利用GDS振动三轴试验系统,针对四川省某尾矿库的尾矿粉质黏土料,基于不同固结条件开展振动三轴试验,研究尾矿粉质黏土在分级循环荷载下的变形特性,基于不同固结条件对尾矿粉质黏土各动力变形特性参数的变化情况进行对比分析。结果表明:当固结围压σ_(3)和固结比Kc不断变大时,尾矿粉质黏土的各动力变形参数呈现出明显不同变化趋势,阻尼比λ会持续变小,动弹性模量E_(d)与动剪切模量G_(d)不断增大;在动应变ε_(d)不断增大的过程中,阻尼比λ会相应升高,但动弹性模量E_(d)与动剪切模量G_(d)却显著下降,动弹性模量比E_(d)/E_(dmax)逐渐减小,表明动弹性模量逐渐衰减,且衰减过程呈三段式;固结压力σ_(3)和固结比Kc的增大可以减缓动弹性模量E_(d)的衰减。采用沈珠江动本构模型对试验结果进行拟合,获得相关模型参数。

分级加载下冻土阻尼比的试验研究

利用MTS-810型振动三轴试验机对不同加载频率、围压和温度下冻结黏土和冻结黄土的阻尼比变化规律进行研究。结果表明：不同频率、围压和温度下，对于冻结黏土，随动应变幅的增大，阻尼比呈先减小再缓慢增大的变化趋势；对于冻结黄土，阻尼比随动应变幅的增加先减小再逐渐保持不变。相同动应变幅下，冻结黏土和冻结黄土的阻尼比随加载频率的增加而减小，随围压的增加变化不大，温度为-0.2- -1 ℃时，阻尼比的变化规律不明显，温度为-2 ℃时，阻尼比的取值显著小于-0.2- -1 ℃时的阻尼比取值。当动应力水平较低时，阻尼比受频率的影响程度较大；当动应力水平较高时，阻尼比受温度的影响程度较大；在整个加载过程中，阻尼比受围压的影响程度最小。当动应变幅较小时，频率对冻结黄土的影响程度要大于冻结黏土，随动应力水平的增高，冻结黄土受频率的影响程度逐渐小于冻结黏土。在整个加载过程中，温度对冻结黄土的影响程度大于冻结黏土，而围压对冻结黄土的影响程度小于冻结黏土。

先期振动对筑坝材料变形特性的影响

通过大型振动三轴试验研究了先期振动荷载对高土石坝筑坝材料抵抗地震变形能力的影响,研究结果表明:经受过先期动应力作用的土石料,再次经受动应力作用时,其抵抗变形的能力明显提高,这是由于在初始动应力作用下,土石料颗粒破碎及试样内部重定向排列大部分已经完成,再次经受动应力作用时,土石料颗粒破碎的程度将降低,试样内部重定向排列的难度将加大,从而使得其变形量减小,抵抗变形的能力提高。抵抗变形的能力提高的幅值与土石料本身的性质、再次经受的动应力与先期动应力的比值,即先期动应力和再次经受的动应力大小有关。根据试验结果建立了先期振动对粗粒料变形能力影响的一般表达式,该表达式表明:先期振动对粗粒料抵抗变形能力的影响仅与k值有关,k反映了粗粒料对先期振动作用的敏感度,表示粗粒料经先期动应力作用后,在再次经受动应力作用时,粗粒料内部重定向排列和颗粒破碎的难易度,k值越小,粗粒料对先期振动的敏感性越大,反之则越小,k值大小与粗粒料本身的矿物组成有关,而与其自身的岩性、颗粒形状、级配、密度等没有关系。

波浪荷载作用下砂土变形特性的模拟试验研究

利用新研制的“土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪”模拟波浪荷载作用,对福建标准砂进行了4组三轴-扭转耦合振动剪切试验,以研究海床砂土在波浪荷载作用下的变形特性及其对砂土初始密度和固结压力的依赖性。试验结果表明,应力-应变呈现出良好的双曲线关系,与等效线性模型理论相吻合;阻尼比和模量随应变幅值的变化规律均依赖于土体的初始密度和固结压力;归一化后的E/Emax-ε及G/Gmax-γ曲线对相对密度和固结压力仍具有明显的依赖性;但完全归一化后的E/Emax-ε/εr及G/Gmax-γ/γr的关系曲线则与固结压力无关。

米箭沟尾矿坝料动力特性试验研究

本文对米箭沟尾矿坝料的组成、结构特征和物理力学性质进行分析,运用振动三轴试验确定尾矿坝料的动力特性参数,分析研究动力特性指标模型,得出动应力、动模量、阻尼比、动剪切摸量随动应变的变化规律,以及动应力与破坏振次,孔压比与振次比的变化规律,并提出符合试验结果的孔压模型,对该尾矿坝的地震动力分析及抗震稳定性评价提供一定科学依据和技术指导。

用剪切波速评价饱和砂土液化性能的试验研究

应用剪切波速和振动三轴联合试验装置,通过对原状和重塑饱和砂土的联合对比试验,研究了剪切波速与饱和砂土抗液化强度之间的相关关系。在此基础上,对一种饱和细砂的剪切波速与液化强度之间的定量关系进行了联合试验研究。结果表明,利用剪切波速作为一个控制参数,有可能依据重塑土样的剪切波速与抗液化强度之间的定量关系评价原位饱和砂土的抗液化强度。

黄泛平原饱和土动弹性模量和尼比特性的试验研究

主要阐述了利用振动三轴仪对黄泛平原饱和土进行室内动力参数测试的方法,并根据试验结果对三种土料在动荷载作用下的动力变形特性做了进一步的归纳总结。

路基填土的动力特性试验研究

采用室内振动三轴试验,分析围压、压实度、含水量和含石量等因素对路基填土动力特性的影响,得出规律性结论,为路基抗震设计方法的建立提供有力的基础支持。