振动台试验双向层状剪切型连续体模型箱设计及测试

作     者：代建波 胡成涛 DAI Jianbo;HU Chengtao

作者机构：西安石油大学土木工程学院西安710065 西安石油大学机械工程学院西安710065 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第18期

页      面：164-171页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082003[工学-油气储运工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52174061,51808446) 陕西省重点研发计划(2022SF-305) 

主　　题：非一致地震激励 双向层状剪切型连续体模型箱 有限元分析 振动台试验 边界效应 

摘      要：为研究非一致地震激励下土箱边界对埋地油气管道振动台试验的影响,该文章在国内外研制振动台用模型箱的基础上,设计了适用于该试验用的双向层状剪切型连续体模型箱,该模型箱是由层叠式框架箱体、滚动滑移机构、限位滑移机构以及伸缩机构等组成的三维结构体系。运用有限元分析软件ABAQUS对设计的模型箱进行振型分析,并利用振动台试验结果与数值模拟结果对照,探究在一致、非一致地震激励下模型箱的适用性及稳定性。分析结果表明:设计模型箱的自振频率与箱-土的自振频率相差较大,即模型箱对模型箱内土体的自振特性影响较小;同一深度处不同测点的土体加速度时程曲线吻合程度较高,即模型箱的边界效应较小;不同高度处的土体位移时程曲线波动幅度较大,即模型箱的层间剪切变形能力效果较好;同一高度处箱体两端的位移时程曲线表现出明显差异性,即箱体两端的错动变形效果理想。故该文所设计的双向层状剪切型连续体模型箱能够实现剪切变形效果和降低模型箱边界效应的影响,该模型箱的研制为今后研究埋地管道的地震响应问题提供坚实保障。