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大跨度地下结构振动性态试验研究
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赵大鹏, 宫必宁, 晏成明
(河海大学水利水电学院,江苏南京)
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摘要:介绍了某大跨度地下结构的振动台试验,通过试验对拟定结构的自振频率、阻尼比
及动力响应进行分析,并重点分析了地下结构对竖向地震激励的响应。讨论了在不同埋
深下,土与结构的相互作用对地下结构抗震性能的影响。
关键词:地下结构;竖向地震;振动台试验;振动性态
中图分类号: 文献标识码:
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目前地下结构抗震研究以数值模拟为主,但关于土与结构相互作用的基本动力学特性和物理
机制研究不多,本文通过模拟地震振动台试验,研究地铁车站结构地震响应基本规律,对基本土体
和结构形式考虑地震输入、土与结构相互作用,分析体系变形、结构地震动力响应、破坏形态的机
制,并讨论各因素影响作用。
模型的设计和制作
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考虑到现有的大多数地铁车站属于矩形断面,且此结构为多数大跨度地下结构所采用,因此试
验选取矩形断面的拟定框架结构为研究对象。拟定结构用有机玻璃加工而成,结构模型尺寸为
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(如图),其中柱横断面尺寸为,顶底板厚度为,侧壁厚
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度为。实验用箱体(尺寸为)装细干砂以模拟地基土,砂层的深度为
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。实验中地下结构采用和两种埋深(见表,表)。拟定结构按的比例模拟
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跨度、高的地下结构[ ],理想土体埋深分别为(浅埋)和(深埋)。
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试验设备
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试验采用大型振动台系统,系统配置功能很强的地震软件包,可进行各种实时控制,振
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动分析及数据处理。数据采集使用中国水利科学研究院与河海大学共同研制的振动信号采
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集处理系统和分析软件。
测点布置
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试验采用加速度传感器、电阻应变片、压力传感器和位移计,分别布置在结构和土体中。具体
的测点布置如图(其中各数字代表试验中各传感器所对应的通道号)。
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试验工况
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本次试验选择三种波形:白噪声、阪神波和波。考虑到竖向地震及水平和竖向地
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震的相互耦合,试验工况分别采用水平( 向)、垂直( 向)和水平垂直双向地震波输入,垂直地震
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收稿日期:
基金!项目:江苏省’自""然’$科"学%$基"金)资助项目( )
作者简介:赵万方数据大鹏( ),男,硕士生,主A要B从’"事"!地"!下+结构的抗震控制与分析研究。
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动加速度值取水平加速度的/ ;并分两种埋深进行试验。
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表埋深为的部分加载方案(浅埋)
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加载方向量级
试验序号波形# 持时/ 工况名
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白噪声
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