土动力学4-3土的动力指标及其测定.ppt

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1、第四章土的动力指标及其测定第五节振动台试验9/18/2021土动力学大型振动台试验是近十多年发展起来用于土的液化势研究的室内大型动力试验设备。它具有以下优点：1、可以通过电液伺服机构最大限度地模拟地震波的作用，使土层在输入的水平加速度作用下受剪。2、可以弥补小型试验中难以克服的问题。3、可以利用大试样模拟天然土层的应力条件。4、可以减少小型仪器的“边界效应”影响。9/18/2021土动力学振动台试验在抗震研究中的作用研究结构的动力特性、破坏机理和震害原因验证抗震设计理论和计算模型的正确性研究动力相似理论检验产品的抗震性能为结构抗震静力试验提供依据9/18/2021

2、土动力学试验设计应考虑的因素试验结构的周期结构所在场地条件振动台台面的输出能力9/18/2021土动力学在正式的试验前，采用自由振动法或脉动法量测结构的动力特性装上模型后，可采用小振幅的白噪声输入进行激振试验或采用正弦波输入的连续扫描，通过共振法测得动力特性9/18/2021土动力学建筑结构动力特性主要包括结构的自振频率、阻尼系数、振型等基本参数。这些参数称为动力特性参数或振动模态参数这些参数由结构形式、质量分布、结构刚度、材料性质、构造联结等因素决定，与外荷载无关9/18/2021土动力学振型测量结构上各点在振动时的位移、速度和加速度都是时间和空间的函数在某一固

3、有频率下结构振动时各点的位移呈现一定的比例关系9/18/2021土动力学将此时结构各点的位移连接起来，即形成一定形式的曲线，这就是结构对应于某一固有频率的不变的振动形式，称为振型采用自由振动法或强迫振动法测量结构的振型时，可在结构的不同部位布置传感器，根据同一时刻不同部位的振动幅值来确定结构的振型9/18/2021土动力学结构反应量测主要量测结构或构件的位移和加速度反应测点布置在产生最大位移或加速度部位9/18/2021土动力学加载过程一次性加载多次性加载动力特性试验振动台输入运动加大台面运动继续加大台面运动输入破坏性动载9/18/2021土动力学为了确保试样在受

4、振过程中处于“自由场”状态，试样的长高比>10。振动荷载必须是接近于地震时剪切波自基岩向上垂直输入的情况。必须控制试样的均匀性和代表性。应根据实际效果选用砂雨法、振密法、填捣法、沉积法等。9/18/2021土动力学超载压力增加时，引起饱和砂样所需的循环次数也增加。抗液化阻力随加速度幅值的增大而减小。振动台试验的缺点在于制备大型试样极不经济，而且不同的制备方法所造成的差异反映在应力比上可差200%。9/18/2021土动力学9/18/2021土动力学实例一、神户码头地震模拟试验9/18/2021土动力学9/18/2021土动力学9/18/2021土动力学9/18/2

5、021土动力学9/18/2021土动力学9/18/2021土动力学9/18/2021土动力学9/18/2021土动力学9/18/2021土动力学9/18/2021土动力学振动波形：正弦波激振频率：5Hz、10Hz激振加速度：250～800gal9/18/2021土动力学平均粒径d50:0.17mm不均匀系数Cu：1.39孔隙比：非液化层0.62~0.71基底土0.62,0.90,0.92,0.97,1.00,1.069/18/2021土动力学9/18/2021土动力学9/18/2021土动力学9/18/2021土动力学9/18/2021土动力学9/18/2021土

6、动力学变形破坏机理地基模型的运动以侧向位移为主，位移方向朝向离岸方向，表明重力作用是地基运动的主要影响因素。挡土墙在振动液化过程值的变形破坏主要取决于基底土和墙后填土的动力特性由于墙后填土在振动过程中的收缩特性，仅仅基底土起着抵抗墙体运动的作用。9/18/2021土动力学随着超静水压力的增加，基底土的强度降低，并在墙趾附近产生局部液化，使挡土墙失去稳定。墙后动土压力的增加，为挡土墙的运动提供了条件。墙后液化土层在重力作用下随着挡土墙一起产生侧向流动。9/18/2021土动力学结论墙后填土在远离挡土墙的区域迅速液化，而靠近挡土墙的地方超静水压力增加很慢，说明墙后砾石

7、层能够起到减低液化趋势的作用。地基模型的运动以侧向位移为主，位移方向朝向离岸方向，表明重力作用是地基运动的主要影响因素。基底土的强度降低和局部液化是挡土墙变形破坏的主导因素，墙后动土压力的增加，为挡土墙的运动提供了条件。9/18/2021土动力学实例二、上海东方明珠广播电视塔振动试验1：509/18/2021土动力学模型和原型的主要相似关系物理量相似系数相似值长度Sl1/50密度Sρ6.975弹性模量SE0.5质量Sm5.58×10-5时间St0.075频率Sf13.39速度Sv0.267加速度Sa3.58模型质量373.94kg附加铅块4056.06kg9/18

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