地震模拟振动台试验12次课45

地震模拟振动台及模型试验研究进展1. 本文概述随着城市化进程的加快和建筑工程技术的不断发展，地震灾害对人类社会的威胁日益凸显。

为了提高建筑结构的抗震能力，减少地震灾害造成的人员伤亡和经济损失，地震模拟振动台及模型试验研究成为了工程抗震领域的重要研究方向。

本文旨在综述地震模拟振动台及模型试验的研究进展，分析现有技术的优缺点，探讨未来发展趋势，为相关领域的研究和实践提供参考。

地震模拟振动台作为一种重要的试验设备，可以模拟地震波对建筑物的影响，为研究者提供一种可控、可重复的实验手段。

模型试验则是将实际建筑结构按比例缩小，通过模拟地震作用下的响应，来研究结构的抗震性能。

这两者的结合为抗震研究提供了强有力的技术支持。

本文首先介绍了地震模拟振动台的工作原理和技术特点，然后对近年来国内外在模型试验方面的研究进行了梳理，包括试验方法、试验对象和试验结果等方面的内容。

接着，本文分析了当前研究中存在的问题和挑战，如模型与原型之间的相似性、试验数据的准确性等。

本文探讨了地震模拟振动台及模型试验的未来发展趋势，包括技术革新、数据分析方法的改进以及与其他抗震技术的结合等方面。

2. 地震模拟振动台技术概述定义：地震模拟振动台是一种用于模拟地震作用的实验设备，通过在实验模型上施加特定的振动，来模拟地震时的地面运动。

原理：振动台通过驱动系统产生可控的振动波形，这些波形可以模拟实际的地震波形或特定的地震动参数。

综合模拟环境：结合温度、湿度等环境因素，进行更全面的地震模拟。

3. 地震模拟振动台的发展历程地震模拟振动台的发展可以追溯到20世纪初。

最初，地震模拟振动台主要用于建筑结构的抗震性能研究。

早期的振动台设备简单，只能模拟一维地震波，且模拟的地震波频率范围有限。

这些早期的尝试为后来的研究奠定了基础。

20世纪50年代，随着电子技术和材料科学的发展，地震模拟振动台进入了快速发展阶段。

这一时期的振动台设备开始能够模拟多维地震波，频率范围也得到扩大。

第1篇一、实验目的为了提高我国应急救援队伍应对地震灾害的能力，验证地震挤压实验设备的效果，以及为我国地震救援技术提供参考，我们进行了本次模拟地震挤压实验。

通过模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应，研究挤压实验设备对模拟建筑物的破坏效果，以及人员被困后的救援可行性。

二、实验原理本次实验采用模拟地震挤压实验设备，模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应。

实验过程中，通过调整设备参数，模拟不同震级、不同类型的地震挤压作用。

实验原理如下：1. 模拟地震：通过地震模拟设备产生地震波，模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应。

2. 实验装置：实验装置包括模拟建筑物、地震模拟设备、传感器等。

模拟建筑物采用可拆卸的模块化结构，便于实验过程中更换。

3. 数据采集：实验过程中，通过传感器实时采集模拟建筑物的变形、受力、振动等数据，以及人员被困后的生存状态。

4. 分析与评估：根据实验数据，分析模拟建筑物的破坏程度、人员被困情况，评估地震挤压实验设备的效果。

三、实验设备1. 地震模拟设备：采用电液伺服地震模拟系统，可模拟不同震级、不同类型的地震。

2. 模拟建筑物：采用可拆卸的模块化结构，便于实验过程中更换。

3. 传感器：应变片、加速度计、位移传感器等，用于实时采集实验数据。

4. 人员模拟：采用假人模拟被困人员，用于研究挤压实验设备对人员的影响。

四、实验步骤1. 实验准备：搭建实验装置，调试设备参数，确保实验顺利进行。

2. 实验开始：启动地震模拟设备，模拟地震过程中建筑物倒塌产生的挤压效应。

3. 数据采集：实验过程中，实时采集模拟建筑物的变形、受力、振动等数据，以及人员被困后的生存状态。

4. 实验结束：实验结束后，关闭地震模拟设备，收集实验数据。

五、实验结果与分析1. 模拟建筑物破坏程度：实验结果表明，随着地震震级的增大，模拟建筑物的破坏程度逐渐加剧。

在模拟6级地震时，模拟建筑物大部分结构被破坏，形成较大裂缝。

2. 人员被困情况：实验过程中，人员模拟在地震挤压作用下，身体多处骨折，无法动弹。

第1篇一、实验背景地震作为一种自然灾害，给人类带来了巨大的生命财产损失。

为了提高人们对地震的认识和应对能力，我们进行了模拟地震演示实验。

本次实验旨在通过模拟地震现象，让学生直观地了解地震成因、传播过程及地表变化，增强他们的防灾减灾意识。

二、实验目的1. 了解地震成因及传播过程；2. 熟悉地震波对地表的影响；3. 增强学生的防灾减灾意识。

三、实验原理地震是地壳内部岩石层在内外力作用下发生变形或断裂，产生的地震波传到地表引起地表震动的过程。

本实验采用模拟地震的方法，通过搭建模拟地震装置，模拟地震成因、传播过程及地表变化。

四、实验器材1. 模拟地震装置：由支架、模型岩石层、弹簧、传感器等组成；2. 计时器；3. 地震波记录仪；4. 地表模型；5. 地震波模拟软件。

五、实验步骤1. 搭建模拟地震装置：将支架固定在地面上，将模型岩石层放置在支架上，将弹簧连接在岩石层两端，确保弹簧处于拉伸状态；2. 连接传感器：将传感器安装在岩石层上，连接地震波记录仪；3. 地震波模拟：启动地震波模拟软件，模拟地震波传播过程；4. 观察现象：观察岩石层变形、弹簧伸缩、传感器数据变化及地表模型变化；5. 记录实验数据：记录岩石层变形程度、弹簧伸缩长度、传感器数据及地表模型变化情况。

六、实验结果与分析1. 实验结果显示，模拟地震装置在地震波模拟软件的驱动下，岩石层发生了变形，弹簧伸缩，传感器数据发生明显变化，地表模型也发生了相应的变化；2. 通过实验数据，可以得出以下结论：（1）地震波在传播过程中，会使得岩石层发生变形，弹簧伸缩，导致地表发生变化；（2）地震波传播速度与岩石层性质、地震波频率等因素有关；（3）地震波传播过程中，能量逐渐衰减，地表变化程度与地震波传播距离有关。

七、实验总结本次模拟地震演示实验，使学生直观地了解了地震成因、传播过程及地表变化，提高了他们的防灾减灾意识。

实验过程中，学生积极参与，认真观察，对地震现象有了更深入的认识。

第 36 卷第 4 期2023 年8 月振 动 工 程 学 报Journal of Vibration EngineeringVol. 36 No. 4Aug. 2023独立式石箍窑洞地震模拟振动台试验及数值模拟刘祖强1，2，马东1，张风亮3，薛建阳1，2，潘文彬1（1.西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安 710055； 2.西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室，陕西西安 710055； 3.陕西省建筑科学研究院有限公司，陕西西安 710082）摘要: 以山西省静乐县的某独立式石箍窑洞为原型，制作1/4缩尺的三跨试验模型，对其进行了地震模拟振动台试验，分析了地震作用下窑洞模型的破坏过程及破坏形态。

在试验研究基础上，采用ABAQUS软件建立独立式石箍窑洞的有限元模型，将模拟得到的动力特性、动力响应和地震损伤结果与试验结果进行了对比分析，验证了有限元模型的合理性，进而基于对原型结构的有限元模拟，分析了覆土厚度、拱跨数和拱矢跨比对窑洞模型受力性能的影响。

结果表明：独立式石箍窑洞在地震作用下主要发生砂浆灰缝开裂破坏，开裂最严重的部位为洞口拱顶和侧墙与背墙的连接处；有限元模拟结果与试验结果吻合较好，能够较好地反映地震作用下窑洞模型的受力性能；窑洞模型的纵墙刚度大于横墙，加速度和位移响应随输入峰值加速度的增大不断增大；随着覆土厚度变薄和拱矢跨比减小，窑洞模型的抗震性能增强，但拱跨数对窑洞模型的抗震性能影响较小。

关键词: 独立式石箍窑洞；振动台试验；数值模拟；地震损伤；动力响应中图分类号: TU363 文献标志码: A 文章编号: 1004-4523（2023）04-1101-12DOI：10.16385/ki.issn.1004-4523.2023.04.024引　言窑洞作为传统民居，是中国西北地区一种独有的建筑形式，具有保温性能强、隔音效果好、建造成本低、绿色环保等优点［1］。

窑洞根据结构形式的不同可分为靠崖式、下沉式和独立式3种。

振动台试验（终极版）一、前言模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验，它是在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法，这种设备还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容。

另外它在原子能反应堆、海洋结构工程、水工结构、桥梁工程等方面也都发挥了重要的作用，而且其应用的领域仍在不断地扩大。

模拟地震振动台试验方法是目前抗震研究中的重要手段之一。

20世纪70年代以来，为进行结构的地震模拟试验，国内外先后建立起了一些大型的模拟地震振动台。

模拟地震振动台与先进的测试仪器及数据采集分析系统配合，使结构动力试验的水平得到了很大的发展与提高，并极大地促进了结构抗震研究的发展。

二、常用振动台及特点振动台可产生交变的位移，其频率与振幅均可在一定范围内调节。

振动台是传递运动的激振设备。

振动台一般包括振动台台体、监控系统和辅助设备等。

常见的振动台分为三类，每类特点如下：1、机械式振动台。

所使用的频率范围为1~100Hz，最大振幅±20mm，最大推力100kN，价格比较便宜，振动波形为正弦，操作程序简单。

2、电磁式振动台。

使用的频率范围较宽，从直流到近10000Hz，最大振幅±50mm，最大推力200kN，几乎能对全部功能进行高精度控制，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，只有极低的失真和噪声，尺寸相对较大。

3、电液式振动台。

使用的频率范围为直流到近2000Hz，最大振幅±500mm，最大推力6000kN，振动波形为正弦、三角、矩形、随机，可做大冲程试验，与输出力（功率）相比，尺寸相对较小。

4、电动式振动台。

是目前使用最广泛的一种振动设备。

它的频率范围宽，小型振动台频率范围为0~10kHz，大型振动台频率范围为0~2kHz，动态范围宽，易于实现自动或手动控制；加速度波形良好，适合产生随机波；可得到很大的加速度。

原理：是根据电磁感应原理设置的，当通电导体处的恒定磁场中将受到力的作用，半导体中通以交变电流时将产生振动。

第1篇一、实验背景地震作为一种自然灾害，给人类生命财产带来了极大的威胁。

为了提高地震救援能力，我国科研机构开展了地震模拟挤压实验，以研究地震发生时建筑物结构受力情况及人员被困状态。

本实验旨在模拟地震发生时建筑物结构变形和人员被困情况，为地震救援提供理论依据和技术支持。

二、实验目的1. 了解地震发生时建筑物结构变形规律；2. 研究地震模拟挤压过程中人员被困状态；3. 探索地震救援技术手段，提高救援成功率。

三、实验方法1. 实验设备：地震模拟挤压实验台、钢筋砼模型、传感器、数据采集系统等；2. 实验材料：钢筋、混凝土、钢筋砼构件等；3. 实验步骤：（1）搭建钢筋砼模型，模拟建筑物结构；（2）将传感器安装在钢筋砼模型上，实时监测结构变形；（3）对钢筋砼模型进行地震模拟挤压实验，记录结构变形数据；（4）观察并记录人员被困状态，分析救援难点；（5）根据实验数据，分析地震救援技术手段。

四、实验结果与分析1. 建筑物结构变形规律实验结果显示，在地震模拟挤压过程中，建筑物结构变形具有以下规律：（1）结构变形初期，构件出现裂缝，裂缝宽度随挤压强度增大而增大；（2）结构变形中期，裂缝扩展，构件出现剪切破坏；（3）结构变形后期，构件出现塑性变形，最终导致结构失效。

2. 人员被困状态实验结果表明，在地震模拟挤压过程中，人员被困状态如下：（1）被困人员可能位于建筑物内部或坍塌的废墟中；（2）被困人员可能受到压伤、骨折等伤害；（3）被困人员可能面临缺氧、脱水等生命危险。

3. 地震救援技术手段根据实验结果，提出以下地震救援技术手段：（1）生命迹象搜索：利用声波、红外线等设备，搜索被困人员生命迹象；（2）横向安全破拆救援：采用液压剪、电锯等工具，破拆建筑物结构，为救援人员提供通道；（3）车辆挤压破拆救援：使用专用破拆工具，破拆被困人员周围的车辆等障碍物；（4）受限空间救援：采用专用救援设备，将被困人员从狭窄空间中救出；（5）斜向支撑破拆：在救援过程中，采用斜向支撑破拆，保证救援人员安全。

实验室用电动振动台模拟地震试验方法袁野;宋宝利;肖建伟【期刊名称】《环境技术》【年(卷),期】2013(000)0z2【摘要】Seismic test is an important validation sample assessment of earthquake resistance. Recently, there is no method that can predict the earthquake, so the seismic capacity of the equipments is particularly important, especially in the nuclear power industry. Combined with HAFJ0053-1995 nuclear power equipment of seismic evaluation test guide and Bellcore standards, this paper mainly elaborates the standard with sine pulse wave and Bellcore waveform to simulate the earthquake test method.%地震试验是考核样品抗地震能力的重要验证方法，但目前还没有能预测地震来临的科学技术，所以设备的抗震能力就显得格外的重要，尤其是在核电行业。

本文结合HAF J0053-1995《核电设备抗震鉴定试验指南》和Bellcore标准，主要阐述了标准中用正弦脉冲波和标准Bellcore波形来模拟地震试验的方法。

【总页数】4页(P82-85)【作者】袁野;宋宝利;肖建伟【作者单位】北京苏试创博环境可靠性技术有限公司，北京 102205;北京苏试创博环境可靠性技术有限公司，北京 102205;北京苏试创博环境可靠性技术有限公司，北京 102205【正文语种】中文【中图分类】V19【相关文献】1.分区吊挂式建筑幕墙模拟地震振动台试验方法研究2.子结构地震模拟振动台试验方法研究3.地震模拟振动台子结构混合试验方法4.一种改进的基于自适应控制的地震模拟试验方法5.一种模拟发震断层动力特性的隧道地震试验方法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

小型地震模拟振动台教学试验的课堂实践与探讨作者：陈伟王欣宇叶继红来源：《科教导刊》2024年第14期摘要随着科技教育的持续进步，学生创新与实践综合能力的提升日益受到关注。

本研究旨在探索实践微试验课堂新型教学模式。

该模式以“地震模拟振动台试验”的设计、实践与答辩为核心内容对传统课堂进行了深度改革。

教学设计中突出强调学生参与调研资料及试验设计的主观能动性，将专业知识融入实验实践操作过程，激发学生自主学习的意愿和专业知识运用能力，培养学生的创新思维。

该模式为新型教学革新提供了一个可行的范式。

关键词课堂微试验；地震模拟试验；小型震动台试验中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdk.2024.14.037The Practice and Discussion on Small Earthquake SimulationExperiments in ClassroomCHEN Wei 1，2， WANG Xinyu 1，2， YE Jihong 1，2（1. Xuzhou Key Laboratory for Fire Safety of Engineering Structures， China University of Mining & Technology， Xuzhou， Jiangsu 221000;2. School of Mechanics and Civil Engineering， China University of Mining & Technology，Xuzhou， Jiangsu 221000）Abstract With the continuous progress of science and technology education， the improvement of students' comprehensive abilities in innovation and practice is increasingly receiving attention. This study aims to explore a new teaching model for practical micro experimental classrooms. This mode has deeply reformed traditional classrooms with the design， practice， and defense of "earthquake simulation vibration table experiments" as the core content. Emphasis is placed on the subjective initiative of students to participate in research data and experimental design in teaching design，integrating professional knowledge into the experimental practice process， stimulating students' willingness to learn independently and their ability to apply professional knowledge， and cultivating their innovative thinking. This model provides a feasible paradigm for new teaching reforms.Keywords micro-experiments in classroom; earthquake simulation experiments; small earthquake experiments在各類自然灾害中，地震是一种极具破坏性的自然灾害，严重威胁公众安全、危害人民生命和财产安全[1]。

一、振动台试验方案1试验方案1.1工程概况本工程塔楼结构体系为“三维巨型空间框架－钢筋混凝土核心筒”结构体系，主要由4个核心筒、钢骨混凝土（SRC）外框架、3个避难层联系桁架三部分构成，图1-2、图1-3分别是B塔结构体系构成示意图和建筑效果图。

特别指出的是本工程在14、24楼层的联系桁架的腹杆以及32、48楼层的斜撑为防屈曲支撑（UBB）构件。

设计指标为小震不屈服，大震屈服耗能。

具体位置示意见图1-4。

本工程的自振周期约为6.44秒，超过了《建筑抗震设计规范》(GB-50011-2001)设计反应谱长为6秒的规定。

本工程存在5个一般不规则和2个特别不规则类型，5个一般不规则类型分别是扭转不规则、凹凸不规则、刚度突变、构件间断和承载力突变。

2个特别不规则是高位转换和复杂连接。

1.2模拟方案1、模拟方案选择动力试验用的结构模型必须根据相似律进行设计，模型动力相似律的建立以结构运动方程为基础，选择若干主要控制参数作为模拟控制的对象，依据Buckingham的π定理，经无量纲分析导出控制参数的无量纲积，据此确定各控制参数的相似比率。

结构动力试验的相似模型大致分为四种：（1）弹塑性模型理论上可以重现结构反应的时间过程，使模型和原型的应力分布一致，并可模拟结构的破坏。

由于要严格考虑重力加速度对应力反应的影响，必须满足S a=S g=1（S a=模型加速度/原型加速度，S g为重力加速度相似系数，各相似系数之间的关系见表1），即模型加速度反应与原型加速度反应一致，这一要求大大限制模型材料的选择。

因为在缩尺模型中，几何比（S l）很小，在Sa=Sg=1的条件下，要满足Sa=S E/S l Sρ=1，即S l=S E/Sρ，必须使模型材料的弹模很小或材料密度很大，弹模小导致模型浇筑困难，容易损坏；密度大则要求在模型材料中加入大量铅粉之类容重大的掺合物。

这对大型建筑动力试验模型是难以办到的。

即使弹模或密度满足了相似条件，材料的其他性质如泊松比和阻尼等也难以满足相似关系，所以全相似模型只是一种理想化的模型，在实际工程中很难采用。

地震振动模拟试验台试验方法说实话地震振动模拟试验台试验方法这事，我一开始也是瞎摸索。

我就一头扎进去，想看看这东西到底怎么整。

我一开始就犯了个大错，我以为只要把样本往试验台上一放，随便设置几个参数就可以了。

结果那根本不行啊，得到的数据完全乱七八糟的。

就像你要做饭，以为把食材全扔锅里就行，不按照步骤和火候来，最后只能得到一锅糊的一样。

后来我就知道得先好好研究样本。

你要是测试一个建筑物模型，你得搞清楚它的结构特点、材料这些东西。

这就好比你要了解一个人的体质，才能知道他适合什么运动强度一样。

然后就是设置试验台的参数。

这个可真是个麻烦事儿，我试过很多次不同的组合。

像振动频率、振幅、振动方向这些，我一开始都没搞清楚它们之间的关系。

我先按照一些理论的值去设置，可是发现对我的样本好像不太对。

这里我就想说，理论是个指导，但实际操作中肯定得根据样本的实际情况调整。

有一次我测试一个比较脆弱的样本，我把振幅设置得太大了，一启动试验台，样本直接就散架了。

当时那叫一个心疼啊，也特别懊恼。

这就告诉我，对于特殊的样本，一定得小心翼翼地来。

要从比较小的振幅开始试，慢慢增加。

再就是数据的采集。

这可不能马虎啊。

采集的时间，仪器的精准度，这些都很重要。

我有一回就是采集的数据不全，就是因为采集时间设置短了。

这就像你浇水只浇了一半，只能看到植物一半的生长状态一样不完整。

还有啊，关于试验台的保养。

很多人可能老忘记这事儿，但这其实直接关系到试验结果的准确性。

脏兮兮的试验台，里面的零件可能都不太灵光了。

就像是人，如果老是不注意卫生，生病的时候肯定没法好好干活啊。

总之呢，这个地震振动模拟试验台试验不是个简单事儿，要不断尝试，总结自己失败的教训，才能慢慢摸出门道。

我现在也不能说我就完全掌握了，但总能按照试验要求得到相对靠谱的数据了，慢慢积累经验很重要。

比如说我再做一个桥梁模型的振动模拟试验时，我先参考以前类似材料的设定参数，但那只是个基础。

然后我很仔细地根据这个桥梁模型的特殊结构调整了一些参数。

振动台模拟试验方法标准振动台模拟试验方法标准是指用振动台进行模拟试验时所遵循的一系列科学、合理、规范的操作步骤和指导原则。

该标准的制定旨在确保振动台模拟试验的可靠性、可重复性和准确性，为工程设计、产品改进和质量控制提供可靠的数据和评估依据。

一、振动台模拟试验方法概述振动台模拟试验是通过模拟真实环境中的振动条件，对产品或系统在振动环境中的性能、耐久性和可靠性进行评估。

它广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、机械制造等行业。

二、振动台模拟试验方法标准的制定依据1. 法规和标准要求：根据国家相关法规和标准要求，制定振动台模拟试验方法标准。

2. 行业经验和专家意见：借鉴行业经验和专家意见，结合实际情况，综合考虑制定振动台模拟试验方法标准。

3. 技术发展趋势：了解最新的技术发展趋势，对振动台模拟试验方法进行更新和改进。

1. 试验目的和范围：明确试验的目的，确定试验的适用范围。

2. 试验设备和工具：介绍振动台的基本结构和主要参数，确保振动台的准确性和可靠性。

3. 试验样本和标准要求：确定试验样本的选择标准和试验要求，确保试验结果的可比性和准确性。

4. 试验操作步骤：详细描述试验操作的步骤和要点，包括试验前的准备工作、样本的安装和调整、振动参数的设置、试验过程的监测与控制等。

5. 数据分析和结果评估：阐述试验数据的处理和分析方法，进行结果的评估和判定，提供科学的依据和建议。

6. 试验注意事项和安全要求：指出试验过程中需注意的问题和安全要求，确保试验人员的安全和试验设备的正常运行。

四、振动台模拟试验方法标准的应用举例1. 振动台模拟试验在航空航天领域的应用：例如，对飞机发动机零部件进行振动台模拟试验，以评估其性能和耐久性。

2. 振动台模拟试验在汽车工业的应用：例如，对汽车底盘系统进行振动台模拟试验，以评估其在不同地面路况下的可靠性和稳定性。

3. 振动台模拟试验在电子电气行业的应用：例如，对手机、电脑等电子产品进行振动台模拟试验，以评估其抗震性和抗摔性能。