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振动台试验模型地基土的设计与试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
本文在动力相似关系的分析基础之上,设计了一种以锯末为主要成分,用于地基-基础-上部结构动力相互作用振动台试验的模型土。用循环单剪仪对原型土和设计的模型土分别进行了试验,得出了2者的动剪切模量比Gd/Gdm ax和阻尼比λ随动剪应变γd变化的关系曲线,对两种土的动力特性进行了相似对比。试验结果表明,设计的模型土与原型土的动力特性具有较好的相似性。采用等效线性本构模型,给出了原型土和模型土的动力特性参数。对采用本文所设计的模型土进行振动台试验的动力相似问题进行了初步讨论。 相似文献
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某高层建筑结构模型振动台试验研究及有限元分析 总被引：10，自引：2，他引：8
本文对于复杂体型高层建筑结构在地震作用下的动力特性与反应,从模型振动台试验和有限元计算两方面进行了研究。对一个１：５０比例的高层建筑模进行了振动台模型地震试验,根据试验结果。通过相似关系得到原型结构在地震作用下的动力特性与反应。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2015,(5)
基础隔震结构模型动力相似设计是模拟地震振动台试验研究的关键技术之一。对基础隔震结构的模型动力相似机理进行研究,并提出相应的结构层面的相似设计方法,聚焦于隔震层的恢复力特性,侧重于保证整体结构在不同水准地震作用下的全过程相似。根据提出的模型相似设计方法,对某3层砌体结构进行1/4的模型设计并对模型结构进行模拟地震振动台试验。试验结果表明,模型结构与原型结构自振频率、加速度反应吻合度较好,实现了较好的相似度。 相似文献
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对土石坝振动台模型试验理论和技术进行系统阐述,提出基于原型和模型坝料静、动力特性试验的模型相似设计方法和不同强度地震动递进输入(白噪声微振-设计地震-校核地震-破坏试验)的振动试验方法。基于1g大型振动台和ng超重力离心机振动台设备性能现状,结合高土石坝的结构特点和动力试验相似模拟要求,对土石坝振动台模型试验的优势及局限进行深入讨论。结合已有的工程实践,对土石坝振动台模型试验在工程中的应用进行总结,并以某实际高面板堆石坝为例研究面板坝生命周期内经历多次地震情况下结构动力特性的演化规律。 相似文献
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桥梁水下桩墩结构振动台模型试验相似律验证 总被引：1，自引：0，他引：1
模拟地震振动台模型试验是研究桥梁桩墩结构抗震设计的重要方法。振动台试验结果的有效性取决于模型结构与原型结构的相似程度,不同的试验目的对应的相似关系也有差别。桥梁水下桩墩结构动力模型试验在满足结构自身相似律的同时,也要满足结构周围动水压力的相似,水体的存在限制了试验模型的相似设计。基于目前广泛应用的Buckinghamπ定理,采用量纲分析法和方程分析法,通过对比分析,在合理假设的基础上得出了桥梁混凝土桩墩结构振动台破坏试验模型设计的实用相似关系。最后,以某实际水下桥梁桩墩结构为例,通过计算分析验证了相似关系公式并对产生的误差进行了判断。结果表明:原型结构与模型结构的地震动力响应满足预计的相似关系;推导的相似律能在一定程度上避免模型设计的困难,较适用于实际应用。 相似文献
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自由场地基液化大型振动台模型试验研究 总被引：9，自引：0，他引：9
目前，大型振动台模型试验是研究液化场地的地基动力特性及土-结动力相互作用的一种有效手段。以1976年唐山地震中倒塌的胜利桥的地基为原型，开展1：lO模型的自由场地基液化的大型振动台模型试验研究，再现了自然地震触发地基砂土液化的各种主要宏观震害现象，尤其是模型地基的试验破坏与其原型的实际震害情况比较吻合。主要介绍有关此次大型振动台模型试验的相似设计、操作技术及试验结果等方面的若干关键科学问题。 相似文献
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配重不足时的动力试验模型与原型相似关系问题的探讨 总被引：9，自引：7，他引：9
本文分析了动力方程法和参数的量纲分析法的关系。指出采用量纲分析法时正确选择基本参数的重要性。文中用两种方法推导了不同配重条件下,模型与原型的动力相似关系,并且提出了在结构进入弹塑性阶段后,应如何根据得出的相似关系来分析原型的动力性能。为解决振动台试验时配重不足条件下,如何根据试验结果正确地推算原型结构的抗震性能提供了一种可靠的定量方法。文中以两个1/4比例八层砌体结构房屋模型的振动台试验结果和足尺模型的动力分析结果验证了本文给出的动力相似关系的正确性。 相似文献
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为了研究地震作用下特高压塔线耦联体系导线、地线的非线性振动响应,文中以单向和双向一致激励为主,通过输入不同加速度幅值的El Centro波、Taft波、Pasadena波及上海人工波,对某型特高压输电塔线耦联体系进行了缩尺模型振动台试验.试验主要分2种工况:将导线作为集中质量进行计算的方法以及挂有实际分裂导线模型的方法.试验结果表明:两种体系中塔体结构动力特性存在差别;地震作用下,挂线单塔各项动力反应峰值比相应的单塔悬挂集中质量有不同程度的降低,8度罕遇地震时较为显著,导线的非线性振动效应有利于该型输电塔动力反应幅值的降低.挂线单塔与挂集中质量单塔不同方向的加速度能量谱分布规律存在较大差异. 相似文献
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本文归纳了桥梁结构采用隔震技术时存在的主要问题，指出了模型桥梁进行模拟地震振动台试验研究的意义，简要介绍了模型试验设计情况及三种隔震体系模型桥梁动力特性测试结果。 相似文献
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A wind turbine system equipped with a tuned liquid column damper(TLCD) is comprehensively studied via shaking table tests using a 1/13-scaled model. The effects of wind and wave actions are considered by inputting responseequivalent accelerations on the shaking table. The test results show that the control effect of the TLCD system is significant in reducing the responses under both wind-wave equivalent loads and ground motions, but obviously varies for different inputs. Further, a blade-hub-tower integrated numerical model for the wind turbine system is established. The model is capable of considering the rotational effect of blades by combining Kane’s equation with the finite element method. The responses of the wind tower equipped with TLCD devices are numerically obtained and compared to the test results, showing that under both controlled and uncontrolled conditions with and without blades’ rotation, the corresponding responses exhibit good agreement. This demonstrates that the proposed numerical model performs well in capturing the wind-wave coupled response of the offshore wind turbine systems under control. Both numerical and experimental results show that the TLCD system can significantly reduce the structural response and thus improve the safety and serviceability of the offshore wind turbine tower systems. Additional issues that require further study are discussed. 相似文献
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考虑桩-弹性地基相互作用,采用集中质量法和柔度法对泥面线以上的单桩风机结构进行多自由度动力分析,确定单桩风机的自振频率。通过算例给出单桩风机的自振频率值,并与不考虑桩-弹性地基相互作用的单桩风机的自振频率值进行比较。 相似文献
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Vertical earthquake response of megawatt‐sized wind turbine with soil‐structure interaction effects 
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下载免费PDF全文 The dynamic response of a wind turbine on monopile is studied under horizontal and vertical earthquake excitations. The analyses are carried out using the finite element program SAP2000. The finite element model of the structure is verified against the results of shake table tests, and the earthquake response of the soil model is verified against analytical solutions of the steady‐state response of homogeneous strata. The focus of the analyses in this paper is the vertical earthquake response of wind turbines including the soil‐structure interaction effects. The analyses are carried out for both a non‐homogeneous stratum and a deep soil using the three‐step method. In addition, a procedure is implemented which allows one to perform coupled soil‐structure interaction analyses by properly tuning the damping in the tower structure. The analyses show amplification of the ground surface acceleration to the top of the tower by a factor of two. These accelerations are capable of causing damage in the turbine and the tower structure, or malfunctioning of the turbine after the earthquake; therefore, vertical earthquake excitation is considered a potential critical loading in design of wind turbines even in low‐to‐moderate seismic areas. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Design and commissioning of a laminar soil container for use on small shaking tables 总被引：2，自引：0，他引：2
This paper describes the design, fabrication and commissioning of a single axis laminar shear box for use in seismic soil–structure interaction studies. A laminar shear box is a flexible container that can be placed on a shaking table to simulate vertical shear-wave propagation during earthquakes through a soil layer of finite thickness. The laminar shear box described in this paper was designed to overcome the base shear limitations of a small shaking table at The University of Western Ontario. The design details of the box are provided in addition to results of dynamic tests performed to commission the box. A synthetic clay comprising sodium bentonite mixed with diluted glycerin was used as the model soil and 1-G similitude theory was employed to maintain model to prototype similarity. The model soil was compacted into the container in lifts to achieve soil stiffness that increased with depth. A series of shaking table tests and numerical analyses that were performed to study the performance of the laminar box and non-linear seismic behavior of the model clay are described. The results of this study show that the laminar box does not impose significant boundary effects and is able to maintain 1-D soil column behavior. In addition, the dynamic behavior of the model clay during scaled model tests was found to be consistent with the behavior measured during cyclic laboratory tests. 相似文献
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《地震工程与工程振动(英文版)》2015,(3)
The wind energy industry has been growing rapidly during the past decades.Along with this growth,engineering problems have gradually emerged in the wind power industry,including those related to the structural reliability of turbine towers.This study proposes a rapid seismic analysis methodology for existing wind turbine tower structures.The method is demonstrated and validated using a case study on a 1.5 MW tubular steel wind turbine tower.Three finite element(FE)models are developed first.Field tests are conducted to obtain the turbine tower's vibrational characteristics.The tests include(1) remotely measuring the tower vibration frequencies using a long range laser Doppler Vibrometer and(2) monitoring the tower structural vibration by mounting accelerometers along the height of the tubular structure.In-situ measurements are used to validate and update the FE models of the wind turbine tower.With the updated FE model that represents the practical structural conditions,seismic analyses are performed to study the structural failure,which is defined by the steel yielding of the tubular tower.This research is anticipated to benefit the management of the increasing number of wind energy converters by providing an understanding of the seismic assessment of existing tubular steel wind turbine towers. 相似文献
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海上风机结构系统频率是海上风机结构和基础设计考虑的关键因素之一，桩-土相互作用对海上风机结构系统频率影响显著。基于欧拉-伯努利梁理论和传递矩阵方法，考虑水-桩-土相互作用及塔筒变截面特性，建立单桩式海上风机结构系统横向振动自振频率特征方程；将桩-水相互作用等效为附加质量、桩-土相互作用等效为线性弹簧，变截面塔筒等效为多段均匀梁，利用MATLAB中fsolve函数求解固有频率。通过与有限元分析结果进行对比，验证本文方法精度与有效性，并将本文方法应用于实际工程中，研究桩基础埋深、上部质量、转动惯量和桩-水相互作用对单桩式海上风机结构系统自振频率的影响。 相似文献
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海上风机是一种高柔性海洋结构物,其支撑结构的动力响应对风、浪、流等环境因素、风机荷载及基础刚度的影响异常敏感。建立基础-塔架-顶部集中质量为一体的风机简化计算模型,在底部弹性约束条件下考虑水平刚度和转动刚度之间的耦合。基于改进后的计算模型、经典微分方程及其边界条件,通过对方程的求解,系统研究底部基础刚度和顶部竖向轴压等设计参数对结构前四阶自振频率的影响规律。本文研究结论在一定程度上可揭示风机运行过程中因基础刚度变化而引起的支撑结构动力特性变化规律,可为今后实际工程中风机基础、支撑结构的选型及设计提供相关启示。 相似文献
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为研究地震荷载作用下桩基-土-核电结构的抗震性能及土结动力反应规律，对拟开展的地震模拟振动试验模型进行数值计算分析。核电工程结构上部质量大和刚度大，试验模型不同于一般的工程结构，为检验振动台试验模型设计、传感器布设方案，对试验模型进行了数值模拟。数值模拟以单端承桩为研究对象，计算了上部结构质量和刚度变化时，在脉冲荷载及基于RG1.60谱人工合成地震动作用下桩身的地震反应规律。数值模拟表明:在水平地震动作用下，桩身剪力和弯矩包络线呈"X"状分布，桩底和顶处剪力弯矩较大；上部结构质量越大，桩身的剪力与弯矩越大；上部结构的刚度越大，桩身的剪力与弯矩越小；随着上部结构质量的增大和刚度的减小，反弯点逐渐向桩顶移动。桩顶发生最大位移时所对应的桩身挠度随着上部结构质量的增加而增大并且随着上部结构刚度的增大而减小。土层分界面处，桩身内力发生突变。此外，在脉冲荷载输入下，桩身反弯点位置与输入荷载的周期有关。计算结果为振动台试验模型设计提供了理论依据。 相似文献
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换流阀是特高压直流输电工程中换流阀厅内的关键设备,其在阀厅内的抗震性能直接影响到阀塔的设计及电力生命线工程的安全。基于缩比理论,建立1:3的换流阀缩比模型,开展地震台振动试验,研究阀塔的最大摆幅、受力以及运动状态等。试验结果表明:地震作用下,阀厅对阀塔存在动力放大效应,各层阀塔间加速度变化不大;悬吊绝缘子中间截面受力小于两端截面,存在弯曲及扭转效应,并非严格意义上的二力杆;阀塔底部摆副最大,顶部加速度最大,且各层运动状态不一样,这些均需在工程设计中重点考虑。缩比模型试验对特高压换流阀工程设计及分析具有一定的指导意义。 相似文献