组装式单自由度地震模拟振动台的创新技术研究

首先阐述了东南大学4 m×6 m组装式单自由度地震模拟振动台系统的组成、性能参数以及创新技术的运用;接着深入地论述了如何正确运用台面拼装技术、合理利用现有的基础和导轨,以及现有控制系统的改造和控制方法的选择;最后通过实际的台面背景噪声试验以及波形失真试验,验证了这些创新技术的突出优点。组装系统节约了60%的建设成本;300 kN的最大载重量以及超出93%的信噪比证明,运用创新技术还极大地发挥了组装系统的动态性能。

单向双轴振动台与结构相互作用的影响及补偿

为研究单向双轴振动台与结构的相互作用,建立了振动台与结构的传递函数矩阵(TFM),研究了结构与振动台的质量比,结构的阻尼比、频率,以及结构与振动台的转动惯量比对传递函数矩阵的影响。结果表明:质量比、阻尼比和频率产生的影响集中在结构自振频率及周围的频段,而转动惯量比产生的影响位于油注共振频率及周围的频段;在相互作用影响的频段范围内,振动台的控制性能出现了不同程度的下降。基于以上研究,提出了一种实时补偿的控制策略,采用所提出的控制策略后,相互作用在频域的影响被完全地补偿;时域随机波的波形相关系数提升37.90%,误差的均方根值下降72.56%,振动台的控制性能得到很大的提升。

简易振动台试验设备研制

为了完成多桩型复合地基抗液化性能振动台试验,利用实验室已有的反力墙和作动器,设计了一个小型的简易单向振动台系统和堆叠式剪切模型箱。堆叠式剪切模型箱内部尺寸为1200mm×800mm×772mm,由8层铝合金框架和7层橡胶条叠合而成。利用ANSYS有限元软件对模型箱及地基-模型箱进行了动力分析,并通过饱和粉细砂地基模型振动台试验验证了模型箱的效果。结果表明,所设计的模型箱能够较成功地模拟天然场地的边界条件,为多桩型复合地基抗液化性能振动台试验的顺利进行打下基础。