振动台试验三维叠层剪切箱研制
2012-02-13孙海峰景立平孟宪春王宁伟
振动与冲击 2012年17期
关键词:模型
孙海峰,景立平,孟宪春,王宁伟
(1.中国地震局工程力学研究所,哈尔滨 150080;2.黑龙江省地震局,哈尔滨 150090;3.沈阳建筑大学,沈阳 110168)
要进行土-结相互作用振动台试验研究,就必须要有盛土的土箱。由于土箱的容积及振动台各种技术参数的限制,必须对土箱的边界进行处理来模拟地基土的半无限性[1]。常用的土箱大概有三种:刚性土箱、圆筒形柔性土箱和叠层剪切土箱。其中,刚性土箱[2-4]是通过在箱内壁上贴柔性材料来吸收抵达侧边界的能量,但是,柔性材料设置的过柔将会导致土体发生的是弯曲变形而不是剪切变形,太刚则会导致反射波太强。圆筒形柔性土箱,由Meymand[5]设计。这种容器包括一块围成圆筒形的橡胶膜,上端由钢圆环固定,下端固定在基底钢板上。它允许容器内的模型土发生多方向平动的剪切变形,橡胶膜外包纤维带或钢丝提供径向刚度。柔性容器的外包纤维带的间距对试验结果的影响很大,太小则成了刚性容器,太大则在振动时土体向外膨胀,导致土体约束压力的释放,同时土层可能发生弯曲变形。目前,国内外最常用的是叠层剪切土箱。这种土箱是由多层刚性框架叠放在一起,每两层框架通过刚性滚珠相连来实现层间的剪切运动。Whitman等[6]最早研制出了一种叠环式模型箱。Matsuda[7]研制了该模型土箱并最早完成了饱和砂土振动台试验研究。国内,伍小平等[8]最早研制了钢制矩形层状剪切变形土箱;黄春霞[9]研制了 3.0 m ×1.5 m×1.8 m(长×宽×高)的由15层长方形钢框架组成的剪切土箱;……
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