摘要：工程结构与水体耦合抗震研究需求越来越大,推动了水下振动台的建设与发展,水下振动台竖向动水附加质量及特征直接影响其设计和自身性能。本文通过试验方法,共设计135个工况,台面负载20 t惯性质量块,分别考虑不同激励量级、不同频率、不同水深,研究水下振动台竖向动水附加质量特征,并试探从机理层面进行解释。试验结果表明:激励量级与动水附加质量之间相关性较为复杂,不同频率之间存在分组现象,水深比(水深/台面直径)可作为水下振动台设计重要参数,不同水下振动台动水附加质量最小值频率拐点不同。试验研究为水下振动台设计以及模型试验可靠性等提供参考。

摘要：为满足散粒体材料(如土体)在多向振动台试验中截断边界模拟的需求,设计并制作了一种刚度可调节的层状双向剪切箱。剪切箱由矩形钢管框架堆叠而成,层间设置万向轴承与滚珠,可实现更加真实的双向协调运动;刚度调节装置与复位装置保证箱体复位、运动一致性和整体性,能够满足层间剪切变形。利用所设计的双向层状剪切箱进行上软下硬成层地基的振动台试验,根据边界效应指数与2-范数对边界效应进行定量分析。结果表明,研制的双向剪切箱性能良好,能够正确模拟成层地基场地的地震动特性,边界效应得到有效控制。

摘要：水下振动台丰富和拓展了振动台在工程结构抗震研究领域应用场景,但由于其局部振动、防水布扰动等因素,振动水体会发生畸变或失真,造成试验偏差。本文通过试验方法,共设计252个工况,分别考虑不同激励幅值、方向、频率、水深,研究台面范围及台面中心至水池边界水体振动特性。试验结果表明:防水装置对水体扰动影响主要体现在水平方向;垂直向正弦波激励时,低频(≤1 Hz)区间,水体振动呈“倒扣铁锅”形状,随频率增加(≥3 Hz),呈多波峰特性,频率越高波峰数越多,众多波峰随着激励幅值的增大会逐渐进行叠加放大,当超过阈值时,会产生坍塌现象;随水深增加,水体振动波峰存在下降趋势。试验研究为水下振动台设计及模型试验结果的可靠性评价等提供参考。

摘要：鉴于预应力张拉顺序和过程对结构应力场的影响研究较少的问题,以南水北调某大型倒虹吸结构为例,采用数值分析方法模拟了倒虹吸结构的混凝土浇筑及预应力钢筋张拉过程,分析了倒虹吸结构应力场分布的变化,指出施工中由于预应力张拉过程和顺序对结构的影响不容忽略,必须在设计阶段和施工组织时重视。进而提出了以减少结构在张拉过程中出现过大拉应力为目标的合理张拉施工顺序。研究成果可为施工组织设计提供依据。

摘要：振动台反力基础是模拟地震振动台系统的重要组成部分,反力基础设计的成败不仅影响振动台系统运行的稳定性,而且还影响周围建筑结构的安全、操作人员的健康安全及其他仪器设备的正常运行。针对河海大学在建的水下振动台反力基础设计方案,采用有限元动力时程法对其进行动力响应分析,研究反力基础周围隔振带措施及不同反力基础方案对基础动力响应的影响。研究结果表明,在反力基础周围设置隔振带可有效降低反力基础外围地面的加速度响应,增大反力基础质量块可减小其动力响应。研究成果也可为其他振动设备的基础设计提供参考。

摘要：采用剪切梁模拟两相邻结构、弹簧单元和阻尼单元并联模型模拟粘弹性阻尼器力学性能,基于复模态理论,求解阻尼器连接的相邻结构的动力特性指标.并采用Clough-Penzien白噪声模型作为地震激励,求解减震结构的地震响应,分析阻尼器刚度、阻尼以及结构基频之比等参数对减震效果的影响.结果表明,相邻结构间设置阻尼器为结构体系提供了附加阻尼比,减小了结构地震反应.基于结构总振动能量最小获得阻尼器最优刚度及阻尼,为相邻结构减震的初步参数设计提供了理论上的依据.

摘要：水下振动台是振动台型式的一种改进,即在传统振动台系统上增建台上水池系统,反力基础仍是水下振动台系统中的重要组成部分。为研究水池系统对振动台反力基础动力响应的影响,针对河海大学水下振动台的反力基础设计方案,采用有限元动力时程法,对比分析有水、无水工况各反力基础设计方案下的动力响应,并对反力基础周边隔振措施的有效性进行分析。结果表明,台上水体会略微增大反力基础的动力响应;反力基础周围设置隔振带可有效降低反力基础外围地面的加速度响应。研究成果可为水下振动台反力基础设计提供参考。

摘要：针对传统仿真混凝土配制过程周期长、耗费成本高的问题,提出了一种快速设计仿真混凝土材料配合比的方法。基于现有仿真混凝土的研究成果,构建了仿真混凝土材料配比数据库;利用XGBoost算法对数据库中的数据信息进行训练,以不同配合比混凝土材料的抗压强度、弹性模量的预测值与实测值之间的决定系数作为目标函数,利用交叉验证和网格寻优建立仿真混凝土配合比计算模型;最后利用Python开发了仅需输入期望的抗压强度、弹性模量及允许误差即可设计出仿真混凝土材料配合比的程序。实际应用表明,仿真混凝土材料配合比设计程序运算速度快、精度高,计算的预测值与实测值吻合好,是一种方便快捷的新方法,并可大大缩短模型试验周期、降低试验成本。

摘要：为进一步促进铅阻尼器在工程中的应用,针对常见的排架结构,研制了一种铅剪切阻尼器,通过低周往复加载试验,逐个分析阻尼材料铅的有效剪切面积、受剪区厚度、剪切截面形式、加载位移幅值、加载频率、加载次数等因素对阻尼器耗能性能的影响。试验结果表明,设计的阻尼器的阻尼力—位移滞回曲线饱满,耗能性能良好,符合双线性力学模型,并对试验中两个典型型号的阻尼器进行了数值模拟分析,通过对比数模值和试验值,证明了数值计算模型的实用性,为阻尼器在结构体系中的减震应用奠定了基础。

摘要：以南水北调中线工程某倒虹吸结构为研究对象,利用ADINA有限元软件稳态、瞬态温度模块,计算分析了水温变化形式和加载速率对倒虹吸结构温度场的影响规律,同时借助温度-结构模块,对倒虹吸结构应力、变形与温度变化之间的关系进行了研究。结果表明,对于倒虹吸这类管壁较薄结构,环境温度可近似简化为线性变化;在考虑初始温度场以及水温变化速率的条件后,结构内外表面实际最大温差与设计中采用的水温与地温最大温差之间存在一定差异;当水温高于地温时,倒虹吸结构会随着水温的升高出现向外膨胀趋势,这将对结构整体受力产生不利影响;当水温低于地温时,倒虹吸结构会随着水温的降低出现向内收缩趋势,左右侧墙向内的收缩阻止了顶板向内的收缩,这在一定程度上对结构产生有利影响。