基于分离量纲分析理论的模型试验系统相似设计方法--以土–地下管廊振动台试验为例

作     者：王志佳 李胜民 何旭 尹天天 吴祚菊 WANG Zhijia;LI Shengmin;HE Xu;YIN Tiantian;WU Zuoju

作者机构：海南大学土木建筑工程学院海南海口570228 海南碧桂园房地产开发有限公司海南海口570228 中国建筑第八工程局上海200000 西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51708163,51808466) 海南省科协青年科技英才学术创新计划项目(QCXM201807) 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2021年第40卷第12期

页      码：2553-2569页

摘      要：基于量纲分析理论建立的模型试验相似设计方法,在应用于多介质耦合作用动力模型试验设计时,面临着理论计算结果与实际试验相脱节、无法根据各介质特性进行分别相似设计、难以实现介质间接触关联作用相似等问题。针对上述问题,首次提出分离量纲分析理论,基于该理论建立模型试验的系统相似设计方法,将该方法应用于土–地下管廊动力相互作用振动台模型试验的相似设计过程中,通过对土–地下管廊系统整体特性进行分析,将该系统拆分为“土体–地下管廊–接触面–地震波”四个次级子系统,研究土–地下管廊接触作用机制,析出控制“介质间接触关联作用”次级子系统特性的参量,配制保证接触特性相似的亲和相似材料,进而实现4个次级子系统根据各自特性进行分别的相似设计。为探究系统相似设计方法与传统相似设计方法的仿真度高低,分别设计地下管廊原型及不同相似设计方法所对应的地下管廊模型,开展原型及模型的振动台试验,试验结果表明:系统相似设计方法对地下管廊结构加速度响应的模拟无明显优势,但在地下管廊结构应变响应模拟方面,系统相似设计方法具有明显优势,能更加精准反映原型真实规律。

主 题 词：岩土工程 模型试验 相似设计 接触面 分离量纲分析 系统相似设计方法 地下管廊 相似材料 

学科分类：08[工学] 0818[工学-交通运输类] 080104[080104] 0903[农学-动物生产类] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13722/j.cnki.jrme.2020.1166

馆 藏 号：203106070...