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    重庆时时彩自动投注: 地裂缝场地振动台模型及动力响应试验方法.pdf

    关 键 词:
    裂缝 场地 振动 模型 动力 响应 试验 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611070073.3

    申请日:

    2016.11.29

    公开号:

    CN106769400A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01N 3/02申请日:20161129|||公开
    IPC分类号: G01N3/02; G01N3/32 主分类号: G01N3/02
    申请人: 苏州科技大学
    发明人: 韦俊; 熊仲明; 霍晓鹏; 张朝; 陈轩
    地址: 215009 江苏省苏州市高新区科锐路1号
    优先权:
    专利代理机构: 苏州睿昊知识产权代理事务所(普通合伙) 32277 代理人: 伍见
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611070073.3

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种种地裂缝场地振动台模型,包括振动台、模型土箱、和填实在模型土箱内的模型土体,模型土体包括自上而下依次分层布置的黄土、古土壤、粉质粘土,模型土体内形成有地裂缝,地裂缝两侧的土层错层布置,地裂缝相对于水平面倾斜的角度为80°。本发明的地裂缝场地振动台模型,能够在实验室准确地测量地震作用下地裂缝对地层动力响应所产生的影响,获得地裂缝场地的动力响应规律和较有意义的研究成果,为地震作用下地裂缝破坏提供了较好的测试试验方法,为振动台试验研究提供了参考,以便于科学合理的应对地震可能带来的危害,给建筑加固提供可续依据。

    权利要求书

    1.一种地裂缝场地振动台模型,包括振动台、设置在振动台中心的模型土箱、和填实在
    模型土箱内的模型土体,其特征在于:所述模型土体包括自上而下依次分层布置的黄土、古
    土壤、粉质粘土,所述模型土体内形成有地裂缝,所述地裂缝两侧的土层错层布置,所述地
    裂缝相对于水平面倾斜的角度为70°~90°;
    所述黄土的力学指标为:含水率21%~25%;重度12~18kNm-3;内聚力1~5kPa;内摩擦
    角20~30°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)5~10MPa;剪切模量(G)100~120MPa;弹性模量
    (E)280~300MPa;
    所述古土壤的力学指标为:含水率21%~25%;重度12~18kNm-3;内聚力1~5kPa;内摩
    擦角20~30°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)5~10MPa;剪切模量(G)120~150MPa;弹性模
    量(E)350~400MPa;
    所述粉质粘土的力学指标为:含水率20%~30%;重度15~20kNm-3;内聚力1~5kPa;内
    摩擦角20~30°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)5~10MPa;剪切模量(G)150~180MPa;弹性
    模量(E)400~450MPa。
    2.根据权利要求1所述的地裂缝场地振动台模型,其特征在于:
    所述黄土的力学指标为:含水率23.5%;重度16.8kNm-3;内聚力2.4kPa;内摩擦角
    27.6°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)8.01MPa;剪切模量(G)110.49MPa;弹性模量(E)
    296.11MPa;
    所述古土壤的力学指标为:含水率22.9%;重度17.8kNm-3;内聚力2.45kPa;内摩擦角
    27.3°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)6.72MPa;剪切模量(G)139.45MPa;弹性模量(E)
    373.73MPa;
    所述粉质粘土的力学指标为:含水率25.2%;重度19kNm-3;内聚力2.25kPa;内摩擦角
    26.6°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)7.07MPa;剪切模量(G)163.34MPa;弹性模量(E)
    437.74MPa。
    3.根据权利要求1所述的地裂缝场地振动台模型,其特征在于:所述地裂缝相对于水平
    面倾斜的角度为80°。
    4.根据权利要求1或2所述的地裂缝场地振动台模型,其特征在于:
    所述模型土箱的内侧壁均设有橡胶带内衬,所述模型土箱的沿振动方向的两侧内侧壁
    上均设有聚苯乙烯泡沫塑料板,同侧的橡胶带内衬、聚苯乙烯泡沫塑料板自外向内设置。
    5.根据权利要求4所述的地裂缝场地振动台模型,其特征在于:所述模型土箱的外侧设
    有外框架,所述外框架的底部设有底座,其顶部设有方便吊装的吊钩。
    6.一种基于权利要求1-3任一项所述的地裂缝场地振动台模型进行动力响应的试验方
    法,其特征在于:包括以下步骤,
    (1)固定装置:将填实有模型土体的模型土箱安装在振动台上,并计有地裂缝的模型土
    箱为试验模型土箱,计没有地裂缝的模型土箱为对比模型土箱;
    (2)选取测点:在试验模型土体的上表面位于地裂缝两侧选择测点,并计上盘地裂缝的
    测点编号为T1~Tn,下盘地裂缝的测点编号为B1~Bn;对比模型土箱的与试验模型土箱相
    同位置取同样的测点,并在各测点处放置加速度传感器;
    (3)振动台输入波:选择El-Centro地震波、或者LANZHOU波作为振动台的地震输入波,
    将地震输入波的加速度峰值调整为0.1g、0.2g、0.4g,地震输入波持时按时间相似比
    进行换算,得到各地震输入波的加速度时程曲线,并按照设防烈度对输入波加速度
    时程曲线的峰值加速度进行调整,调整公式为:

    式中:a(t)和Amax为原纪录的加速度曲线,和为调整后的加速度曲线及峰
    值;
    (4)预振密实:采用单向输入激励,激振前用白噪声预振模型土箱,对模型土体进行密
    实;
    (5)输入地震输入波测试:在试验模型土箱和对比模型土箱的底部输入地震输入波,变
    化参数的情况下测量各测点的加速度时程曲线、加速度放大系数和能量放大系数,所述放
    大系数为表面测点的参考值比地震波输入点的参考值。
    7.根据权利要求6所述的动力响应试验方法,其特征在于:步骤(5)中变化的参数至少
    有,
    ①变化地震输入波的动力:0.1g、0.2g、0.4g;
    ②变化地震输入波:El-Centro地震波、或者LANZHOU波;
    ③变化地震输入波加速度加载方向:正向输入或者负向输入;
    ④变化模型土箱:带地裂缝的模型土箱或者不带地裂缝的模型土箱。
    8.根据权利要求6所述的动力响应试验方法,其特征在于:步骤(5)中测量能量放大系
    数的表面测点参考值的能量强度计算公式如下,

    式中:g为重力加速度(m/s2);
    Ttot为地震波持时(s);
    a为地面运动加速度(m/s2);
    t为地震波加速度时程(s)。
    9.根据权利要求8所述的动力响应试验方法,其特征在于:所述地震波持时(Ttot)按照
    时间相似比进行换算。
    10.根据权利要求8所述的动力响应试验方法,其特征在于:El-Centro地震波的所述地
    震波加速度时程(t)取前20秒;LANZHOU波的所述地震波加速度时程(t)取前16秒。

    说明书

    地裂缝场地振动台模型及动力响应试验方法

    技术领域

    本发明涉及一种振动台模型,具体涉及一种基于西安地裂缝活动下的振动台模型
    及基于该模型的动力响应试验方法。

    背景技术

    地裂缝对西安地区的既有建筑物造成了巨大危害,严重制约着城市的发展,西安
    又是抗震烈度为8度地区,未来存在着较大的潜在地震危险,加之现阶段关于地裂缝场地在
    地震作用下动力响应的研究尚未完善,模拟方法需要试验验证,因此,进行地裂缝场地振动
    台试验设计研究具有重要的工程实用价值。

    发明内容

    为解决上述技术问题,本发明提供了一种地裂缝场地振动台模型,能够用于研究
    地震作用下地裂缝场地的动力响应规律。

    为达到上述目的,本发明的技术方案如下:一种地裂缝场地振动台模型,包括振动
    台、设置在振动台中心的模型土箱、和填实在模型土箱内的模型土体,其特征在于:所述模
    型土体包括自上而下依次分层布置的黄土、古土壤、粉质粘土,所述模型土体内形成有地裂
    缝,所述地裂缝两侧的土层错层布置,所述地裂缝相对于水平面倾斜的角度为70°~90°;

    所述黄土的力学指标为:含水率21%~25%;重度12~18kNm-3;内聚力1~5kPa;内
    摩擦角20~30°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)5~10MPa;剪切模量(G)100~120MPa;弹性
    模量(E)280~300MPa;

    所述古土壤的力学指标为:含水率21%~25%;重度12~18kNm-3;内聚力1~5kPa;
    内摩擦角20~30°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)5~10MPa;剪切模量(G)120~150MPa;弹
    性模量(E)350~400MPa;

    所述粉质粘土的力学指标为:含水率20%~30%;重度15~20kNm-3;内聚力1~
    5kPa;内摩擦角20~30°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)5~10MPa;剪切模量(G)150~
    180MPa;弹性模量(E)400~450MPa。

    本发明的一个较佳实施例中,进一步包括

    所述黄土的力学指标为:含水率23.5%;重度16.8kNm-3;内聚力2.4kPa;内摩擦角
    27.6°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)8.01MPa;剪切模量(G)110.49MPa;弹性模量(E)
    296.11MPa;

    所述古土壤的力学指标为:含水率22.9%;重度17.8kNm-3;内聚力2.45kPa;内摩擦
    角27.3°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)6.72MPa;剪切模量(G)139.45MPa;弹性模量(E)
    373.73MPa;

    所述粉质粘土的力学指标为:含水率25.2%;重度19kNm-3;内聚力2.25kPa;内摩擦
    角26.6°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)7.07MPa;剪切模量(G)163.34MPa;弹性模量(E)
    437.74MPa。

    本发明的一个较佳实施例中,进一步包括所述地裂缝相对于水平面倾斜的角度为
    80°

    本发明的一个较佳实施例中,进一步包括所述模型土箱的内侧壁均设有橡胶带内
    衬,所述模型土箱的沿振动方向的两侧内侧壁上均设有聚苯乙烯泡沫塑料板,同侧的橡胶
    带内衬、聚苯乙烯泡沫塑料板自外向内设置。

    本发明的一个较佳实施例中,进一步包括所述模型土箱的外侧设有外框架,所述
    外框架的底部设有底座,其顶部设有方便吊装的吊钩。

    为达到上述目的,本发明的另一技术方案如下:一种基于权利要求1-3任一项所述
    的地裂缝场地振动台模型进行动力响应的试验方法,其特征在于:包括以下步骤,

    (1)固定装置:将填实有模型土体的模型土箱安装在振动台上,并计有地裂缝的模
    型土箱为试验模型土箱,计没有地裂缝的模型土箱为对比模型土箱;

    (2)选取测点:在试验模型土体的上表面位于地裂缝两侧选择测点,并计上盘地裂
    缝的测点编号为T1~Tn,下盘地裂缝的测点编号为B1~Bn;对比模型土箱的与试验模型土
    箱相同位置取同样的测点,并在各测点处放置加速度传感器;

    (3)振动台输入波:选择El-Centro地震波、或者LANZHOU波作为振动台的地震输入
    波,将地震输入波的加速度峰值调整为0.1g、0.2g、0.4g,地震输入波持时按时间相似比
    进行换算,得到各地震输入波的加速度时程曲线,并按照设防烈度对输入波加速
    度时程曲线的峰值加速度进行调整,调整公式为:


    式中:a(t)和Amax为原纪录的加速度曲线,和为调整后的加速度曲线及
    峰值;

    (4)预振密实:采用单向输入激励,激振前用白噪声预振模型土箱,对模型土体进
    行密实;

    (5)输入地震输入波测试:在试验模型土箱和对比模型土箱的底部输入地震输入
    波,变化参数的情况下测量各测点的加速度时程曲线、加速度放大系数和能量放大系数,所
    述放大系数为表面测点的参考值比地震波输入点的参考值。

    本发明的一个较佳实施例中,进一步包括步骤(5)中变化的参数至少有,

    ①变化地震输入波的动力:0.1g、0.2g、0.4g;

    ②变化地震输入波:El-Centro地震波、或者LANZHOU波;

    ③变化地震输入波加速度加载方向:正向输入或者负向输入;

    ④变化模型土箱:带地裂缝的模型土箱或者不带地裂缝的模型土箱。

    本发明的一个较佳实施例中,进一步包括步骤(5)中测量能量放大系数的表面测
    点参考值的能量强度计算公式如下,


    式中:g为重力加速度(m/s2);

    Ttot为地震波持时(s);

    a为地面运动加速度(m/s2);

    t为地震波加速度时程(s)。

    本发明的一个较佳实施例中,进一步包括所述地震波持时(Ttot)按照时间相似比
    进行换算。

    本发明的一个较佳实施例中,进一步包括El-Centro地震波的所述地震波加速度
    时程(t)取前20秒;LANZHOU波的所述地震波加速度时程(t)取前16秒。

    本发明的有益效果是:本发明的地裂缝场地振动台模型,能够在实验室准确地测
    量地震作用下地裂缝对地层动力响应所产生的影响,获得地裂缝场地的动力响应规律和较
    有意义的研究成果,为地震作用下地裂缝破坏提供了较好的测试试验方法,为振动台试验
    研究提供了参考,以便于科学合理的应对地震可能带来的危害,给建筑加固提供可续依据。

    附图说明

    为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案,下面将对实施例技术描述中
    所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实
    施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图
    获得其他的附图。

    图1a是本发明优选实施例振动台模型的结构示意图;

    图1b是本发明优选实施例模型土体的填实布置图;

    图2是测点布置示意图;

    图3a是El-Centro地震波时程曲线图;

    图3b是LANZHOU波时程曲线图;

    图4是对比模型土箱各测点加速度时程曲线图;

    图5是试验模型土箱各测点加速度时程曲线图;

    图6a是El-Centro波、0.1g动力作用下、正向输入Tc、Bc两测点的加速度时程曲线

    图6b是El-Centro波、0.1g动力作用下、负向输入Tc、Bc两测点的加速度时程曲线
    图;

    图7a是El-Centro波、0.2g动力作用下、正向输入Tc、Bc两测点的加速度时程曲线
    图;

    图7b是El-Centro波、0.2g动力作用下、负向输入Tc、Bc两测点的加速度时程曲线
    图;

    图8a是El-Centro波、0.4g动力作用下、正向输入Tc、Bc两测点的加速度时程曲线
    图;

    图8b是El-Centro波、0.4g动力作用下、负向输入Tc、Bc两测点的加速度时程曲线
    图;

    图9a是LANZHOU波、0.1g动力作用下Tc、Bc、正向输入两测点的加速度时程曲线图;

    图9b是LANZHOU波、0.1g动力作用下Tc、Bc、负向输入两测点的加速度时程曲线图;

    图10a是LANZHOU波、0.2g动力作用下、正向输入Tc、Bc两测点的加速度时程曲线
    图;

    图10b是LANZHOU波、0.2g动力作用下、负向输入Tc、Bc两测点的加速度时程曲线
    图;

    图11a是LANZHOU波、0.4g动力作用下、正向输入Tc、Bc两测点的加速度时程曲线
    图;

    图11b是LANZHOU波、0.4g动力作用下、负向输入Tc、Bc两测点的加速度时程曲线
    图;

    图12a是El-Centro波、0.1g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    图12b是El-Centro波、0.1g动力作用下各测点能量放大系数图;

    图13a是El-Centro波、0.2g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    图13b是El-Centro波、0.2g动力作用下各测点能量放大系数图;

    图14a是El-Centro波、0.4g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    图14b是El-Centro波、0.4g动力作用下各测点能量放大系数图;

    图15a是LANZHOU波、0.1g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    图15b是LANZHOU波、0.1g动力作用下各测点能量放大系数图;

    图16a是LANZHOU波、0.2g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    图16b是LANZHOU波、0.2g动力作用下各测点能量放大系数图;

    图17a是LANZHOU波、0.4g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    图17b是LANZHOU波、0.4g动力作用下各测点能量放大系数图。

    具体实施方式

    下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
    整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例?;?br />本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
    实施例,都属于本发明?;さ姆段?。

    实施例一

    如图1a所示,本实施例中公开了一种地裂缝场地振动台模型,包括振动台、设置在
    振动台中心的模型土箱、和填实在模型土箱内的模型土体。本实施例综合考虑振动台性能
    指标、现场施工条件、实验室吊装能力和参考《唐延路地下人防工程岩土工程地勘报告》等
    因素,本振动台试验模型拟定上述结构几何相似比为1/15,模型土体尺寸相似比相应的也
    未1/15。采用剪切型模型土箱,根据对原土地裂缝场地分析,综合考虑振动台尺寸和承载力
    的大小,本实施设计的模型土箱的尺寸为3.0m(长)*1.5m(宽)*1.5m(高),箱体分为15层,每
    层间隔10mm,为了便于安装和运输,在模型土箱的外侧设置外框架,在外框架的底部设置底
    座,外框架顶部设置方便吊装的吊钩;为了减小土箱边界对测量结果的影响,在模型土箱的
    内侧壁均设有橡胶带内衬10,所述模型土箱的沿振动方向的两侧内侧壁上均设有聚苯乙烯
    泡沫塑料板20,同侧的橡胶带内衬、聚苯乙烯泡沫塑料板自外向内设置。

    如图1b所示,所述模型土体包括自上而下依次分层布置的黄土、古土壤、粉质粘
    土,所述模型土体内形成有地裂缝,所述地裂缝两侧的土层错层布置,所述地裂缝相对于水
    平面倾斜的角度为70°;

    所述黄土的力学指标为:含水率21%;重度12kNm-3;内聚力1kPa;内摩擦角20°;泊
    松比(μ)0.34;压缩模量(Es)5MPa;剪切模量(G)100MPa;弹性模量(E)280MPa;

    所述古土壤的力学指标为:含水率21%;重度12kNm-3;内聚力1kPa;内摩擦角20°;
    泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)5MPa;剪切模量(G)120MPa;弹性模量(E)350MPa;

    所述粉质粘土的力学指标为:含水率20%;重度15kNm-3;内聚力1kPa;内摩擦角
    20°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)5MPa;剪切模量(G)150MPa;弹性模量(E)400MPa。

    实施例二

    实施例二相较于实施例一的区别仅在于各土层的物理力学指标不同、地裂缝的倾
    斜角度不同:

    所述模型土体包括自上而下依次分层布置的黄土、古土壤、粉质粘土,所述模型土
    体内形成有地裂缝,所述地裂缝两侧的土层错层布置,所述地裂缝相对于水平面倾斜的角
    度为80°;

    所述黄土的力学指标为:含水率23.5%;重度16.8kNm-3;内聚力2.4kPa;内摩擦角
    27.6°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)8.01MPa;剪切模量(G)110.49MPa;弹性模量(E)
    296.11MPa;

    所述古土壤的力学指标为:含水率22.9%;重度17.8kNm-3;内聚力2.45kPa;内摩擦
    角27.3°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)6.72MPa;剪切模量(G)139.45MPa;弹性模量(E)
    373.73MPa;

    所述粉质粘土的力学指标为:含水率25.2%;重度19kNm-3;内聚力2.25kPa;内摩擦
    角26.6°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)7.07MPa;剪切模量(G)163.34MPa;弹性模量(E)
    437.74MPa。

    实施例三

    实施例三相较于实施例一的区别仅在于各土层的物理力学指标不同、地裂缝的倾
    斜角度不同:

    所述模型土体包括自上而下依次分层布置的黄土、古土壤、粉质粘土,所述模型土
    体内形成有地裂缝,所述地裂缝两侧的土层错层布置,所述地裂缝相对于水平面倾斜的角
    度为90°;

    所述黄土的力学指标为:含水率25%;重度18kNm-3;内聚力5kPa;内摩擦角30°;泊
    松比(μ)0.34;压缩模量(Es)10MPa;剪切模量(G)120MPa;弹性模量(E)300MPa;

    所述古土壤的力学指标为:含水率25%;重度18kNm-3;内聚力5kPa;内摩擦角30°;
    泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)10MPa;剪切模量(G)150MPa;弹性模量(E)400MPa;

    所述粉质粘土的力学指标为:含水率30%;重度20kNm-3;内聚力5kPa;内摩擦角
    30°;泊松比(μ)0.34;压缩模量(Es)10MPa;剪切模量(G)180MPa;弹性模量(E)450MPa。

    实施例四

    本实施例提供一种基于上述实施例一~实施例三的地裂缝场地振动台模型进行
    动力响应的试验方法,优选基于实施例二的振动台模型,包括以下步骤,

    (1)固定装置:将填实有实施例二模型土体的模型土箱安装在振动台上,并计有地
    裂缝的模型土箱为试验模型土箱,计没有地裂缝的模型土箱为对比模型土箱;

    (2)选取测点:在试验模型土体的上表面位于地裂缝两侧选择测点,并计上盘地裂
    缝的测点编号为T1~Tn;下盘地裂缝的测点编号为B1~Bn,如图2所示,上盘测点取八个,上
    盘编号从地裂缝右侧到模型土体右侧处依次为T1~T7;下盘测点取九个,下盘编号凑够地
    裂缝左侧到模型土体左侧处依次为B1~B8(其中T代表上盘,B代表下盘,c代表地裂缝,Tc代
    表上盘地裂缝测点,Bc代表下盘地裂缝测点);对比模型土箱的与试验模型土箱相同位置取
    同样的测点,并在试验模型土箱和对比模型土箱两者的各测点处放置加速度传感器,通过
    加速度传感器获得各测点的实时加速度信号。

    (3)振动台输入波:选择El-Centro地震波、或者LANZHOU波作为振动台的地震输入
    波,将地震输入波的加速度峰值调整为0.1g、0.2g、0.4g,地震输入波持时按时间相似比
    进行换算,得到如图3所示的各地震输入波的加速度时程曲线,并按照设防烈度对
    输入波加速度时程曲线的峰值加速度进行调整,调整公式为:


    式中:a(t)和Amax为原纪录的加速度曲线,和为调整后的加速度曲线及
    峰值;

    (4)预振密实:采用单向输入激励,激振前用白噪声预振模型土箱,对模型土体进
    行密实;

    (5)输入地震输入波测试:在试验模型土箱和对比模型土箱的底部输入地震输入
    波,变化参数的情况下测量各测点的加速度时程曲线、加速度放大系数和能量放大系数,所
    述放大系数为表面测点的参考值比地震波输入点的参考值。

    测量能量放大系数的表面测点参考值的能量强度计算公式如下,


    式中:g为重力加速度(m/s2);

    Ttot为地震波持时(s);

    a为地面运动加速度(m/s2);

    t为地震波加速度时程(s);

    所述地震波持时(Ttot)按照时间相似比进行换算;

    在不影响最终结果的前提下优选El-Centro地震波的所述地震波加速度时程(t)
    取前20秒;LANZHOU波的所述地震波加速度时程(t)取前16秒,由此可以减少计算量。

    如图3所示为步骤(3)中测得的对比模型土箱(即不带地裂缝)各测点加速度时程
    曲线图;如图4所示为步骤(3)中测得的试验模型土箱(即带地裂缝)各测点加速度时程曲线
    图。

    由图3和图4可以看出场地中各测点的加速度曲线均存在一定差异,无地裂缝场地
    差异较小,而有地裂缝的情况下差异较为明显,说明经过场地裂缝的反射和折射,地震波导
    到土体表面后加速度响应有明显不同。

    步骤(5)中变化参数进行测量:

    如图6a所示为El-Centro地震波、加速度大小为0.1g、正向输入Tc、Bc两测点的加
    速度时程曲线;

    如图6a所示为El-Centro地震波、加速度大小为0.1g、反向输入Tc、Bc两测点的加
    速度时程曲线;

    如图7a所示为El-Centro波、0.2g动力作用下、正向输入Tc、Bc两测点的加速度时
    程曲线图;

    如图7b所示为El-Centro波、0.2g动力作用下、负向输入Tc、Bc两测点的加速度时
    程曲线图;

    如图8a所示为是El-Centro波、0.4g动力作用下、正向输入Tc、Bc两测点的加速度
    时程曲线图;

    如图8b所示为El-Centro波、0.4g动力作用下、负向输入Tc、Bc两测点的加速度时
    程曲线图;

    如图9a所示为LANZHOU波、0.1g动力作用下Tc、Bc、正向输入两测点的加速度时程
    曲线图;

    如图9b所示为LANZHOU波、0.1g动力作用下Tc、Bc、负向输入两测点的加速度时程
    曲线图;

    如图10a所示为LANZHOU波、0.2g动力作用下、正向输入Tc、Bc两测点的加速度时程
    曲线图;

    如图10b所示为LANZHOU波、0.2g动力作用下、负向输入Tc、Bc两测点的加速度时程
    曲线图;

    如图11a所示为LANZHOU波、0.4g动力作用下、正向输入Tc、Bc两测点的加速度时程
    曲线图;

    如图11b所示为LANZHOU波、0.4g动力作用下、负向输入Tc、Bc两测点的加速度时程
    曲线图。

    对比图6a~图11b,得出以下结论:

    ①时程曲线途中,两条曲线除了不同程度的错位,且有些时刻出现了两条曲线分
    别位于y轴零点的情况,说明上下两盘在震动过程中出现了分离和碰撞;

    ②在输入地震波峰值加速度相同的条件下,同种地震波按照不同方向输入时曲线
    明显不同,输入地震波的方向对地裂缝场地的动力响应有很大的影响,选用的两条波均在
    负向输入时的加速度放大效应相对正向输入时较大;

    ③在其他条件相同时,LANZHOU波作用下地裂缝处的加速度变化相对明显,强震持
    时较短,峰值加速度放大效应较为明显。

    如图12a所示为El-Centro波、0.1g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    如图12b所示为El-Centro波、0.1g动力作用下各测点能量放大系数图;

    如图13a所示为El-Centro波、0.2g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    如图13b所示为El-Centro波、0.2g动力作用下各测点能量放大系数图;

    如图14a所示为El-Centro波、0.4g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    如图14b所示为El-Centro波、0.4g动力作用下各测点能量放大系数图;

    如图15a所示为LANZHOU波、0.1g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    如图15b所示为LANZHOU波、0.1g动力作用下各测点能量放大系数图;

    如图16a所示为LANZHOU波、0.2g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    如图16b所示为LANZHOU波、0.2g动力作用下各测点能量放大系数图;

    如图17a所示为LANZHOU波、0.4g动力作用下各测点加速度放大系数图;

    如图17b所示为LANZHOU波、0.4g动力作用下各测点能量放大系数图。

    对比图12a~14b,由加速度放大系数图可以看出,El-Centro地震波作用下,各测
    点均出现了加速度放大效应,且越靠近地裂缝位置放大越明显,最大值达到约1.7倍;地震
    波正负向输入引起的相应也不同,下盘放大效应在正负向输入时较大,而上盘的放大效应
    在负向输入时较大;负向输入时两侧测点放大效应差异较大,裂缝位置相差约有10%,出现
    了明显的上下盘效应。

    由能量放大系数图可以看出,各测点均出现了能量放大效应,最大值能到达2倍,
    上盘的放大效应相对名明显,而不同方向输入地震波时能量放大系数基本一致。

    对比图15a~17b,在LANZHOU波作用下,地裂缝处加速度出现了相对El-Centro地
    震波作用下更明显放大,最大值约达到2.2倍,上下盘效应也更加明显,特别是在地震波负
    向输入时,上下盘放大系数最大差异20%,能量放大效应也相对El-Centro地震波作用下更
    为明显,最大值出现在地震波正向输入时,约为4.5倍。

    对比图12a~17b,可以得出以下结论:

    ①在本次模拟的所用工况下,地裂缝场地均出现了不同程度的加速度放大效应和
    能量放大效应,且都在裂缝处放大效应达到最大,从裂缝处向两侧递减;

    ②选用不同地震波时,加速度放大效应和能量放大效应均存在明显差异,说明输
    入地震波的波形对振动台试验的地表动力响应结果有很大的影响;

    ③地震波正向输入和负向输入时,加速度放大效应存在显著差异,而能量放大效
    应基本相同,有些测点出现加速度放大系数较大而能量放大系数较小的情况,说明输入地
    震的方向对地表峰值加速度加速度影响较大,而对地表能量分布影响较小,同时说明峰值
    加速度与能量并无直接关系。

    对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。
    对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的
    一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明
    将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一
    致的最宽的范围。

    关于本文
    本文标题:地裂缝场地振动台模型及动力响应试验方法.pdf
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