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振动台导轨不平顺对地震计低频测试结果的影响

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地震学报 2023年第6期45卷 1111-1117页

作者：马洁美范晓勇何闻中国地震局地球物理研究所中国北京100081 浙江大学机械工程学院中国杭州310027

对振动台在大行程移动过程中导轨不平顺引起的倾斜效应进行了理论分析,选择0.1 Hz及以下频点开展振动台导轨不平顺引起的台面倾斜对测试结果影响的定量化分析。结果表明,振动台面在移动过程中的不确定倾斜对地震计水平分量灵敏度的影响... 详细信息

对振动台在大行程移动过程中导轨不平顺引起的倾斜效应进行了理论分析,选择0.1 Hz及以下频点开展振动台导轨不平顺引起的台面倾斜对测试结果影响的定量化分析。结果表明,振动台面在移动过程中的不确定倾斜对地震计水平分量灵敏度的影响大于对垂直分量灵敏度的影响。采用高精度水平仪获取水平振动台在不同行程下的运动轨迹起伏变化,并基于倾斜效应的影响机制,用Labview语言实现补偿系统,在地震计的振动测试中对测试结果进行动态补偿。测试结果表明,经过动态补偿,导轨不平顺不再对灵敏度校准结果存在明显制约,可大幅提高地震计的低频测试精度。

关键词：振动台导轨不平顺大行程动态补偿

基于前馈补偿的振动台粒子群迭代学习控制算法

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振动与冲击 2022年第1期41卷 213-220页

作者：安欣高峰杨巧玉杨学山中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室哈尔滨150080

针对电磁式振动台对地震波信号复现精度低及复现过程中迭代次数较多的问题,在建立准确的振动台模型的基础上,提出了基于加速度模型的前馈逆模型补偿方法,主要提高电磁式振动台低频特性。此外,针对迭代学习控制算法在振动台波形复现中收... 详细信息

针对电磁式振动台对地震波信号复现精度低及复现过程中迭代次数较多的问题,在建立准确的振动台模型的基础上,提出了基于加速度模型的前馈逆模型补偿方法,主要提高电磁式振动台低频特性。此外,针对迭代学习控制算法在振动台波形复现中收敛速度慢的问题,提出了带遗忘因子的反馈辅助PD型迭代学习算法,并用改进自适应粒子群算法,离线优化控制律参数,达到提高复现精度减少迭代次数的目的。试验结果表明,该方法可在少量次数的迭代过程中有效的提高复现精度。

关键词：振动台前馈逆控制迭代学习粒子群(PSO)

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基于替代试件模型的振动台迭代学习控制方法

土木工程学报 2022年第S01期55卷 203-208,256页

作者：王贞陆文龙吴斌贾学军武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070 武汉理工大学海南研究院海南三亚572000 南京工业大学江苏南京211816 中国建筑第二工程局有限公司湖北武汉430070

由于加载系统的非线性、不确定性以及振动台-试件耦合特性,非迭代加载的振动台试验的复现精度较差;而迭代加载过程常对试件造成损伤,进而改变试件力学性能。针对此问题,提出一种基于替代试件模型的振动台迭代控制方法。该方法首先构建... 详细信息

由于加载系统的非线性、不确定性以及振动台-试件耦合特性,非迭代加载的振动台试验的复现精度较差;而迭代加载过程常对试件造成损伤,进而改变试件力学性能。针对此问题,提出一种基于替代试件模型的振动台迭代控制方法。该方法首先构建与试件动力特性相近的替代模型,再利用该模型完成迭代学习得到振动台加载命令,最后开展原试件的振动台试验。本文重点研究了获取替代试件模型动力参数的方法。研究表明:针对线性试件,基于试件模态参数的反解法以及基于遗传算法的优化方法均能获得替代效果良好的线性模型参数;对于非线性试件,考虑阻尼器参数的线性替代模型能实现更好的替代效果。

关键词：振动台替代模型试验方法遗传算法迭代学习

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高聚物外包盾构隧道离心机振动台试验研究

地震工程与工程振动 2022年第1期42卷 180-187页

作者：马雪王复明郭成超张继春西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中山大学土木工程学院广东广州510275 广东省海洋土木工程重点实验室广东广州510275 广东省地下空间开发工程技术研究中心广东广州510275

为了验证非水反应聚氨酯高聚物(后文简称高聚物)外包盾构隧道具有减震性能,对高聚物外包盾构隧道模型和无外包隧道模型,采用离心机振动台进行对比试验。针对中密砂土围岩,在不同阵型特征的地震波输入下,对比有无高聚物外包隧道加速度、... 详细信息

为了验证非水反应聚氨酯高聚物(后文简称高聚物)外包盾构隧道具有减震性能,对高聚物外包盾构隧道模型和无外包隧道模型,采用离心机振动台进行对比试验。针对中密砂土围岩,在不同阵型特征的地震波输入下,对比有无高聚物外包隧道加速度、频谱、隧道动力响应和地表沉降,分析高聚物的减震性能。试验结果表明:在不同地震激励的工况下,对于有无高聚物外包的隧道模型,其加速度和频谱差别不大;二者隧道各点上的动应变平均相差31.32%;高聚物外包层隧道模型地表的最终沉降分别比无外包隧道模型和自由场地表沉降约小20%和50%。试验证明高聚物对盾构隧道有减震作用,此试验研究为高聚物在今后的工程应用提供参考依据。

关键词：高聚物层隧道离心机振动台减震

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地震激励下近海风机桩的振动台模型试验研究

地震工程与工程振动 2023年第1期43卷 221-228页

作者：李胜民王志佳彭留留郭士康黎洪磊崔洁海南大学土木建筑工程学院海南海口570228 重庆大学土木工程学院重庆400044 海南大学信息与通信工程学院海南海口570228

为研究地震激励下“单桩-沉箱基础”式海洋风机桩动力响应规律,采用分离相似设计方法,将原型整体系统分离为“风机机舱-桩体-砂土”3个次级子系统,根据子系统各自特性分别进行相似设计,开展了“单桩-沉箱基础”式海洋风机桩振动台模型... 详细信息

为研究地震激励下“单桩-沉箱基础”式海洋风机桩动力响应规律,采用分离相似设计方法,将原型整体系统分离为“风机机舱-桩体-砂土”3个次级子系统,根据子系统各自特性分别进行相似设计,开展了“单桩-沉箱基础”式海洋风机桩振动台模型试验。依托试验结果对模型箱柔性边界的边界效应、风机桩应变响应、加速度响应、动土压力响应、桩-土体系共振响应等展开了分析。结果表明:边壁柔性材料能较好地降低刚性箱带来的边界效应影响;应变响应自桩底到机舱逐渐减小,且由于桩-土相互作用,桩身应变衰减较大,上部结构应变衰减则较小;桩身加速度响应具有明显的加速度放大效应,最大放大系数可达2.27;桩周动土压力没有出现随埋深增加而增加的规律性递增,而是呈现部分区段增加、部分区段减小的规律性分布,且最大动土压力位于土下3/4桩深处;输入地震动的傅氏谱能量集中频率区间与桩-土自振的傅氏谱能量集中频率区间重叠越多、频率分布越密的地震波,与结构发生的共振响应越大。基于以上结论可知,设计“单桩-沉箱基础”式海洋风机桩时宜采用“下大上小”的变截面桩体结构。

关键词：海洋风机桩单桩-沉箱基础振动台边界效应结构动力响应

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地震动作用下刚体扭转效应的振动台模拟试验

地震学报 2022年第5期44卷 903-910页

作者：赵世伟罗奇峰潘康翟永梅卢文胜赵斌曹文清上海中侨职业技术大学建筑工程学院中国上海201254 上海防灾救灾研究所中国上海200092 广州市住宅建筑设计研究院有限公司上海分公司中国上海201107 同济大学土木工程防灾国家重点实验室中国上海200092

2008年汶川地震中江油市太白公园曲径桥上的石雕发生转动破坏现象,本文对这一转动现象进行了振动台模拟试验。模拟试验结果表明:(1)在振动台三向加载1.5倍的汶川地震江油台记录的平动加速度后,模型的转动情况与实际观测的石雕转动情况... 详细信息

2008年汶川地震中江油市太白公园曲径桥上的石雕发生转动破坏现象,本文对这一转动现象进行了振动台模拟试验。模拟试验结果表明:(1)在振动台三向加载1.5倍的汶川地震江油台记录的平动加速度后,模型的转动情况与实际观测的石雕转动情况比较一致;(2)石雕的转动与石雕的非对称性、地震动输入角度和地震动的竖向作用有关;(3)加载竖向地震动作用后,石雕模型会发生摇摆现象,说明竖向地震动是造成模型扭转现象的重要原因,这也说明在分析相似震害现象时竖向地震动作用不可忽视。

关键词：汶川地震转动效应振动台模拟试验竖向地震动

拱坝振动台动力破坏模型试验及其结构动力特性

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南水北调与水利科技（中英文） 2024年第1期22卷 175-185页

作者：仇建春龙长林郑东健吴昊丁跃张海龙徐鹏程陈星巧袁聪扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225100 河海大学水利水电学院南京210098 河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心南京210098 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098 江苏省水利建设工程有限公司江苏扬州225002 江苏省淮沭新河管理处江苏淮安223001 中国长江三峡集团有限公司流域枢纽运行管理中心湖北宜昌443134

研究拱坝结构抗震性能及破坏形态的重要手段为拱坝振动台动力模型试验,试验配制一种以重晶砂、重晶石粉和水泥为主要成分的模型材料,结合选用的振动台所具备的条件及模型材料的力学性能,设计拱坝振动台试验模型,并测试和获取其在不同地... 详细信息

研究拱坝结构抗震性能及破坏形态的重要手段为拱坝振动台动力模型试验,试验配制一种以重晶砂、重晶石粉和水泥为主要成分的模型材料,结合选用的振动台所具备的条件及模型材料的力学性能,设计拱坝振动台试验模型,并测试和获取其在不同地震荷载下的动力响应。选择某一工况进行分析,该工况下结构开始出现明显裂缝损伤并逐渐发展。通过分析该工况下结构动应变响应,分析其损伤出现的时间,由此将该工况分为4个时段。通过计算分析不同时段多个加速度响应测点的加速度放大系数,并引入模态参数辨识的数值子空间辨识算法和ARX模型辨识法,计算不同时段+拱坝模型的自振频率和阻尼比,并将其与损伤发展情况相对比,以分析拱坝模型损伤发展情况及其结构动力特性。研究结果可为拱坝振动台试验制作和结果分析提供价值性参考,并可为拱坝结构动力特性参数识别和损伤诊断方法提供验证素材。

关键词：拱坝振动台动力响应频率阻尼比

基于共享内存的过约束多自由度振动台解耦控制方法

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振动工程学报 2021年第2期34卷 329-337页

作者：李宁陈俊高树灵韩庆华李忠献天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300072 天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室天津300350

为了提高由过约束作动器驱动的地震模拟振动台振动信号的复现性能,对振动台和控制系统进行建模和小尺寸模型振动台试验验证,分析了采用8个作动器耦联驱动的小型三向六自由度振动台系统特性,在理论上采用正、反运动学模型对其进行动态解... 详细信息

为了提高由过约束作动器驱动的地震模拟振动台振动信号的复现性能,对振动台和控制系统进行建模和小尺寸模型振动台试验验证,分析了采用8个作动器耦联驱动的小型三向六自由度振动台系统特性,在理论上采用正、反运动学模型对其进行动态解耦;利用混合试验中的共享内存具有的实时存储与读取的功能,以控制器、Speed‑Goat及数据采集系统构建去中心化的控制系统硬件平台,采用SpeedGoat旁路控制器,对所提出的解耦控制方法进行了试验验证,证明了该控制方法的可行性和可靠性。经试验验证的机构解耦算法运算量小,可拓展多种更复杂的控制方法,在硬件平台更普适。

关键词：振动台三向六自由度解耦控制算法共享内存 Simulink

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半周负刚度摩擦阻尼装置振动台试验研究

振动工程学报 2023年

作者：孙天威彭凌云李小军方国威中国地震局地球物理研究所中国建筑科学研究院北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室清华大学土木工程系

对具有负刚度特征的半周负刚度摩擦阻尼装置进行了振动台试验，以某4层钢结构框架为减震研究对象，分别在钢结构框架的一层和二层布置半周负刚度摩擦阻尼装置，研究了在不同地震动工况下结构的地震响应。结果表明，半周负刚度摩擦阻尼... 详细信息

对具有负刚度特征的半周负刚度摩擦阻尼装置进行了振动台试验，以某4层钢结构框架为减震研究对象，分别在钢结构框架的一层和二层布置半周负刚度摩擦阻尼装置，研究了在不同地震动工况下结构的地震响应。结果表明，半周负刚度摩擦阻尼装置可实现结构的位移与加速度响应双重控制，安装在结构变形较大位置会获得更好的振动控制效果。

关键词：减震负刚度半周摩擦阻尼振动台