《長隧道非一致激勵振動台試驗原理》是依託同濟大學，由袁勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：長隧道非一致激勵振動台試驗原理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：袁勇
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
近年長隧道結構震害頻發，考慮非一致激勵作用對長隧道地震回響具有較大影響，目前研究僅限於數值分析手段，通過試驗手段模擬長隧道非一致地震激勵輸入因缺乏理論基礎而難以實現。項目針對長隧道結構的特點，交叉融合隧道動力學、地震工程學及實驗力學等學科，採用離散多點輸入機制理論分析和多點地震模擬振動台試驗相結合的研究方法，系統研究非一致地震激勵下長隧道多點多維振動台模型試驗技術。包括建立考慮地震動空間非一致性的有效波動輸入方法；建立長隧道離散多點地震動輸入機制理論，研發可拼裝式節段模型箱試驗裝置，利用離散多點振動台輸入實現多點連續輸入的轉化，解決非一致地震作用下長隧道結構與環境介質動力耦合作用的連續與非連續地震輸入試驗技術難題；開展長隧道多點多維振動台模型試驗模擬，揭示長隧道在非一致地震作用下的非線性動力災變機理。項目研究有助於發展和完善長隧道結構抗震理論和模型試驗方法，為長隧道抗震設計提供科學依據。
結題摘要
地震傳播的行波效應對長大隧道的動力回響具有重要影響，因此在進行長隧道地震回響機制研究時需考慮非一致激勵的作用效應。項目建立了可以考慮地震波傳播相干效應和地層特徵引起的局部場地效應等因素的空間非一致地震動輸入方法；確定了多點非一致激勵的地震動輸入參數場及多點非一致激勵場的主要影響。以實際連續多點地震動輸入機制為基準，推導出模擬基岩面多個離散輸入與連續輸入的關聯性，進而建立了台陣式振動台長大隧道非一致地震激勵原理；研製了節段型模型箱及其聯動裝置，並最佳化設計了模型箱的尺寸、剛度、邊界效應等關鍵技術指標，最終構建出振動台陣多個獨立台面分區多點輸入的非一致激勵隧道地震試驗平台；通過實際連續多點輸入和多台面離散多點輸入下基岩面動力回響的對比分析，進一步最佳化了非一致地震激勵輸入的離散多點輸入機制；建立了多點振動台模型動力相似比設計理論，提出了以土-結構相對剛度比為控制指標的長大隧道地震回響物理模型的動力相似準則，在考慮結構所處場地特徵的情況下合理模擬土-結構動力相互作用關係；開發了隧道多尺度物理模型和3D列印製作技術，可以模擬長大盾構隧道等複雜拼裝式地下結構。通過空箱試驗和自由場地試驗，驗證了該試驗平台非一致地震激勵的有效性，可以實現長度10km-級隧道-地層的強震非一致激勵模擬。
