地震模拟振动台

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 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。

震动台操作规程引言概述：震动台是一种用于模拟地震震动的设备，广泛应用于地震工程、建筑结构抗震性能测试等领域。

为了确保操作的安全性和有效性，制定一份严格的震动台操作规程是必要的。

本文将详细介绍震动台操作规程的内容，包括前期准备、操作流程、安全注意事项和操作结束后的处理。

一、前期准备1.1 设备检查在进行震动台操作前，首先要进行设备检查，确保设备处于正常工作状态。

包括检查电源线是否接触良好，仪器仪表是否正常显示，传感器是否固定牢固等。

若发现任何异常情况，应及时报修或更换设备。

1.2 数据准备在进行震动台操作前，需要准备相关的数据。

包括地震波数据、试验方案等。

地震波数据是模拟地震震动的基础，可以从地震台站或相关数据库中获取。

试验方案则包括了试验的目的、参数设定、采样频率等内容。

确保数据准备充分和准确，以保证操作的有效性。

1.3 安全措施在进行震动台操作前，必须采取一系列安全措施，以确保操作人员的安全。

首先，操作人员应穿戴好防护装备，包括安全帽、防护眼镜、防护手套等。

其次，应保持操作区域的整洁，防止绊倒或滑倒。

还应注意设备的负荷限制，避免超过设备的承载能力。

二、操作流程2.1 设备启动在进行震动台操作时，首先需要启动设备。

按照设备操作手册的要求，依次打开电源开关、仪器仪表开关，并进行相应的校准。

确保设备正常启动后，进入下一步操作。

2.2 参数设定根据试验方案的要求，对震动台的参数进行设定。

包括振幅、频率、时间等参数。

根据试验需求，可以进行单点或多点震动操作。

在设定参数时，应确保参数的准确性和合理性。

2.3 开始震动设定好参数后，可以开始进行震动操作。

按照试验方案的要求，选择合适的地震波数据，并将其输入到震动台控制系统中。

启动震动台后，可以观察到地震波的模拟震动效果。

在震动过程中，应密切观察仪器仪表的显示，确保震动的稳定性和准确性。

三、安全注意事项3.1 紧急停机在震动台操作过程中，如果发生任何异常情况，如设备故障、地震波异常等，应立即进行紧急停机。

地震模拟振动台在线迭代控制方法研究张芙蓉;周惠蒙;张博;宋伟旭;王涛【期刊名称】《工程力学》【年(卷),期】2024(41)3【摘要】地震模拟振动台试验多采用离线迭代控制(ICS)实现波形的高精度复现,然而,多次迭代将对易损试验体造成累积损伤,同时,非线性试验体连续变化的动力特性将导致离线迭代控制出现精度下降的问题。

针对上述问题,提出了一种基于系统矩阵修正的高精度在线迭代控制方法(HRICS)。

该方法利用地震动加载过程中的实测数据在线识别系统矩阵,进而选择修正策略,并采用矩阵精度评价指标评估系统矩阵识别精度,若满足精度要求,则采用基于帧或者频率点的修正策略更新系统矩阵,最终使响应信号能够高精度地复现目标波形。

通过振动台模型试验验证HRICS方法的有效性,并通过数值模拟研究HRICS方法的在非线性试验体下的控制性能。

试验结果表明:HRICS采用频率点修正策略能获得最佳的控制效果;HRICS方法对目标信号的再现精度明显高于ICS方法第一次迭代后的结果。

【总页数】13页(P187-198)【作者】张芙蓉;周惠蒙;张博;宋伟旭;王涛【作者单位】中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室;地震灾害防治应急管理部重点实验室;广州大学工程抗震研究中心;北京博科测试系统股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】TU317【相关文献】1.地震模拟振动台反馈控制系统的速度合成方法2.试件特性对地震模拟振动台控制性能影响研究(Ⅱ)——对地震记录再现精度的影响及实时补偿3.基于LSTM的地震模拟振动台闭环控制方法4.罗哌卡因及舒芬太尼在剖宫产术中临床麻醉价值评价5.地震模拟振动台迭代学习控制算法对比研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

振动台的操作规程1. 引言振动台是一种用于模拟地震或其他振动环境的实验设备。

为了确保安全运行和准确实验结果，本文档旨在规范振动台的操作流程，以供操作人员参考。

2. 操作前准备2.1 检查振动台的电源连接，确保电源线正常接地，充足的电源电压和稳定的电流供应。

2.2 检查振动台的机械部件，确保各部件完好无损，无杂音和松动之处。

2.3 检查振动台的控制器，确保控制器显示屏正常，按键灵敏可用，并检查控制器的连接线路是否牢固。

2.4 检查振动台的传感器，确认传感器连接正确，无损坏和松动之处。

2.5 准备振动台所需的试验样品和相关测量设备。

3. 操作流程3.1 打开振动台电源，并确保电源处于正常工作状态。

3.2 启动振动台控制器，并进行初始化设置。

根据实验需要，设置振动台的频率、振动幅度、振动方向等相关参数。

3.3 将试验样品放置在振动台上，并根据实验要求固定样品。

3.4 连接相关的测量设备，如加速度计、位移传感器等。

3.5 开始振动台实验，根据实际情况选择连续振动或脉冲振动模式。

在实验过程中，可根据需要进行数据采集和记录。

3.6 实验结束后，停止振动台的运行，并关闭振动台电源。

4. 安全注意事项4.1 在操作振动台之前，操作人员应接受必要的培训并熟悉操作规程。

4.2 操作人员应佩戴个人防护装备，如安全帽、护目镜、防护手套等。

4.3 在操作过程中，严禁触摸振动台的运动部件，以防止伤害和事故的发生。

4.4 在振动台运行期间，应随时注意试验样品的状态，并按照实验要求及时采取措施。

4.5 当出现异常情况时，应立即停止振动台的运行，并寻求相关专业人士的帮助。

4.6 操作人员应定期对振动台进行维护和保养，确保设备的正常运行和安全使用。

5. 故障处理5.1 在操作过程中，如果振动台出现故障或异常情况，应立即停止操作并记录故障现象。

5.2 寻找故障原因，并根据需要进行简单的维修或更换部件。

5.3 如果无法解决故障或需要更换重要部件，应联系专业技术人员进行维修和处理。