我國是地震地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國家之一，面臨嚴(yán)重的地震及其次生地質(zhì)災(zāi)害等問題，“5·12”汶川地震更是在龍門山地區(qū)引發(fā)了數(shù)以萬計(jì)的次生地質(zhì)災(zāi)害及建筑結(jié)構(gòu)的破壞，造成巨大生命財(cái)產(chǎn)損失。

       為了研究巖土體及建筑結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)響應(yīng)，探究振動(dòng)條件下巖土體變形破壞機(jī)理，成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(以下簡稱實(shí)驗(yàn)室)特建立了地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)室，并于2021年5月中旬通過專家組驗(yàn)收。

　　5月25日，地震模擬振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)室首次試驗(yàn)成功。試驗(yàn)完成了10Hz、7Hz、5Hz三種地震頻率，0.3g、0.5g、0.8g、1.0g五種地震加速度等組合的22種工況，并成功采集了完整的實(shí)驗(yàn)過程數(shù)據(jù)。模型試驗(yàn)通過埋置位移、加速度、應(yīng)變、氣壓力、土壓力等48個(gè)不同類型的傳感器追蹤測試了斜坡不同部位、不同高程的空腔在地震下變形破壞特征和過程，采集了22種工況下斜坡地震響應(yīng)數(shù)據(jù)，揭示了強(qiáng)震條件下坡體內(nèi)空腔對(duì)坡體失穩(wěn)的影響規(guī)律，為深入研究斜坡空腔中超靜空隙氣壓力對(duì)坡體變形破壞過程控制及成災(zāi)機(jī)理，提供了翔實(shí)可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

　　模型安裝與固定

　　高清攝像試驗(yàn)過程

　　試驗(yàn)后期-斜坡振動(dòng)條件下發(fā)生明顯變形破壞

　　本次試驗(yàn)方案合理，加載過程順利，數(shù)據(jù)采集完善，試驗(yàn)結(jié)果可靠，較好再現(xiàn)地震動(dòng)作用下典型斜坡變形的破壞過程，達(dá)到了試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

　　據(jù)了解，振動(dòng)系統(tǒng)和油泵室近1000平方米。系統(tǒng)為由英國servotest公司生產(chǎn)的大型三維六自由度的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)，是目前國內(nèi)最為先進(jìn)的數(shù)字化地震模擬試驗(yàn)平臺(tái)。振動(dòng)模擬系統(tǒng)主要由1500L@28Mpa油源、油源控制系統(tǒng)、大型振動(dòng)臺(tái)、4套Z向作動(dòng)器及4套水平向作動(dòng)器、pulsar控制系統(tǒng)等組成。臺(tái)面尺寸4.0m×6.0m，共布置329個(gè)螺栓孔，孔徑24mm，可靈活模擬不同尺寸結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)。并且可以通過系統(tǒng)的pulsar控制系統(tǒng)中的ICS模塊實(shí)現(xiàn)不同頻率、不同加速度大小、時(shí)程的正弦波以及通過迭代、傅里葉變換等得到的其他地震波(如汶川波)的輸入與模擬。

　　油源及其控制系統(tǒng)

　　作動(dòng)器系統(tǒng)

　　油泵系統(tǒng)

　　振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面

　　輸入與模擬不同類型的地震波

　　該系統(tǒng)同時(shí)配備先進(jìn)的128通道的數(shù)采設(shè)備，采用通用ICP接口，可連接多種類型傳感器，同時(shí)采集位移、速度、加速度、應(yīng)變、應(yīng)力、孔隙水壓力等多種數(shù)據(jù)，便捷、可靠地實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集。

　　據(jù)悉，地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)是目前地震工程研究領(lǐng)域中的重要試驗(yàn)設(shè)備之一，是集土建、機(jī)械、液壓、電子、計(jì)算技術(shù)和控制技術(shù)于一體的高科技綜合系統(tǒng)工程，同時(shí)也是最為直觀和有效的地震動(dòng)的物理模擬手段。該試驗(yàn)室運(yùn)營后，可開展地質(zhì)工程、巖土工程、大型建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)、地下結(jié)構(gòu)等不同領(lǐng)域的地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，以及機(jī)械設(shè)備、車輛設(shè)備、機(jī)電設(shè)備、石油化工設(shè)備、(特)高壓電氣設(shè)備、核電站設(shè)施和管道結(jié)構(gòu)等不同結(jié)構(gòu)工程的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，能夠?yàn)檠芯坎煌刭|(zhì)工程、巖土工程和結(jié)構(gòu)工程的地震響應(yīng)規(guī)律提供重要支撐。

　　目前，地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)室已正式對(duì)外開放，國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究人員可通過實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站預(yù)約，開展試驗(yàn)研究、交流與合作。

　　據(jù)介紹，正式投入使用的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)將為該實(shí)驗(yàn)室地震及其次生地質(zhì)災(zāi)害防治的科學(xué)研究和工程實(shí)踐提供強(qiáng)有力試驗(yàn)技術(shù)支撐，進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)理論、科研試驗(yàn)、技術(shù)檢測等研創(chuàng)能力，促進(jìn)相關(guān)學(xué)科和專業(yè)發(fā)展。

　　隨著全球逐漸進(jìn)入地震活躍期，模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究將具有更重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義，服務(wù)社會(huì)，助推國家重大戰(zhàn)略實(shí)施。

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