双向水平地震作用下复杂地铁车站振动台模型试验的方案研究

采用数值模拟和振动台试验相结合的方法,完成了悬挂式层状多向剪切变形模型箱装置的制作,开展了模型箱自振特性的测试和模型材料物理性质测试,探讨了试验相似比的确定、地基和复杂地铁车站结构模型的制备方法、复杂地铁车站结构合理规模的确定、振动台输入地震动的选取及其加载方式、动态数据采集系统和传感器的选择与布置等问题,为顺利开展双向水平地震作用下复杂地铁车站振动台模型试验奠定了基础。     

场地土-群桩基础-结构体系动力响应研究——大型振动台系列试验方案设计

以饱和砂土液化后场地失效模式特征与场地失效时群桩基础地震反应破坏机理为研究目的,依托中国建筑科学研究院大型模拟地震振动台系统,开展可液化场地、非液化场地在水平地震动激励下桩-土-结构动力相互作用动力体系大型振动台系列试验。基于本次系列试验研究对象以及试验目的,阐述了系列试验中动力模型体系相似比设计的基本原则、地基的制备、模型结构制作、各个种类传感器的选择与布设、输入地震记录的选取与工况安排等内容,介绍了阵列式位移计、非接触式位移动态采集系统等新型传感测试设备,并对所采用的层状单向剪切模型土箱设计合理性与科学性进行了验证。由之后的试验结果可知,本次系列试验设计方案是合理、可靠的,层状剪切模型箱的"模型箱效应"很小。     

基于北斗/GPS双系统的同步相量监测系统

为保证电网的安全稳定运行,需对电网运行状态进行高精度、高可靠性的监测。本文提出利用北斗/GPS双系统为监测装置授时,弥补当前同步相量监测系统中使用GPS作为唯一同步时钟源而存在的风险性和不可依赖性。北斗的短报文功能作为系统的通讯方式,特别适用于偏远地区电网的实时监控。应用结果表明:该系统实现了对电网状态数据的实时采集、传送、处理,便于及时对电网出现的一些问题做出相应的调整和维护。     

一种手持式电力多功能录波分析仪的研究与实现

针对故障录波器接线复杂、不具备电能质量监测功能等缺点,采用嵌入式硬件平台、数据同步采集和处理、彩色触摸屏等先进技术,开发研制了一种手持式电力多功能录波分析仪。应用结果表明:手持式电力多功能录波分析仪体积小、性能高、功能丰富、技术指标达到了专业录波器设计要求,可用于电力系统各类电能监测、动态录波及静态数据分析。     

组装式单自由度地震模拟振动台的创新技术研究

首先阐述了东南大学4 m×6 m组装式单自由度地震模拟振动台系统的组成、性能参数以及创新技术的运用;接着深入地论述了如何正确运用台面拼装技术、合理利用现有的基础和导轨,以及现有控制系统的改造和控制方法的选择;最后通过实际的台面背景噪声试验以及波形失真试验,验证了这些创新技术的突出优点。组装系统节约了60%的建设成本;300 kN的最大载重量以及超出93%的信噪比证明,运用创新技术还极大地发挥了组装系统的动态性能。     

基于可听声的变压器故障诊断技术综述

针对变压器故障类型判断及故障预警问题,从信号采集、信号消噪、特征量提取、故障诊断4个方面综述了基于可听声的变压器故障诊断技术研究的新进展,对其诊断效果及研究动向进行分析和展望。研究结果表明:该技术在(1)变压器可听声产生机理研究及故障原因与趋势预测;(2)变压器声信号的消噪技术及频谱分析;(3)振动声信号的专家智能分析系统的研究方面具有广阔的发展前景。     

用于灾害救助的声光一体探生仪的研制

设计了用于灾害救助的声光一体探生仪,包括纵、横探测头及音频信号采集电路,系统将探测头采集到的图像和声音信号通过杆体传送到终端监视器,以便营救人员采取营救措施。对杆体、小型监视器、照明光源等模块的主要性能进行了剖析,确立了符合系统整体工作的一系列参数。分析了研制过程中存在的问题、应用范围以及进一步改进的方向。     

微电网电压分层控制与补偿机制研究

微电网技术具有许多优点,然而微电网中的分布式电源自身的不稳定性会导致微电网的运行控制困难,特别是公共连接点处会出现电压不平衡。为了补偿此不平衡电压,提出了分层控制方法。该方法将电网运行控制分为.上下2层,由.上层控制发送控制信号,并由下层控制来实施,此控制信号与正序电压分量和负序电压分量有关;在dq旋转坐标下,依靠同步坐标系锁相环( SRF-PLL)和解耦的双同步坐标系锁相环(DDSRF-PLL)等并网同步技术将微电网同步地接入电网,并通过控制逆变器得到电压幅值。仿真结果表明:分层控制方法能够较好地实现对微电网的控制。     

液化侧向扩展场地⁃桩基础抗震研究综述∗

桩基础作为一种重要的深基础形式,广泛应用于近海桥梁、海上风电、港口码头等工程中,然而近年来发生的地震中,出现了大量伴随液化侧向扩展的桩基础破坏实例,引起岩土地震工程界的广泛关注。国内外学者采用模型试验、数值模拟、简化分析方法等手段展开研究,成果丰硕,通过对桩基础地震反应深入系统的分析,深化了对桩基础抗震性能的理解,但由于模型试验方法与测试技术的不同、数值模型与分析方法的差异性、桩-土-结构地震反应的复杂性等原因,围绕液化侧向扩展场地-桩基础的抗震研究仍需大量具有实际意义的工作。通过查阅震害调查资料,阐述了液化侧向扩展及桩基础震害现象,然后围绕振动台试验中实现液化侧向扩展的方式、关键试验测试技术等方面进行总结,针对已开展的倾斜液化自由场及桩基础1-g振动台试验和离心机试验做简要介绍。回顾了液化侧向扩展大位移分析方法、桩-土精细化数值模拟方法、简化分析方法的研究现状与进展,着重对有限元方法中的桩-土界面模拟、饱和两相介质u—p格式高效数值计算方法进行探讨。对比了国内外规范对液化侧向扩展场地桩基础抗震设计的要求。指出现有研究中的不足,并对今后研究中需要重点关注的问题进行阐述。     

灾害救援探测机械雷达信号同步传递模型构建

针对当前方法所建模型雷达信号传递耗时长、建模结果与实际结果拟合度低的问题,提出基于SHD的灾害救援探测机械雷达信号同步传递模型。利用小波变换对救援探测机械雷达图像进行研究,整体分解雷达图像,去除雷达图像的冗余和相关性信息,在利用计算机处理雷达图像前,分析和处理离散二维信号,采用低通滤波器来分解雷达信号,通过控制阈值来对雷达图像进行编码,压缩处理雷达图像;在此基础上,计算雷达信号辨识框架的基本信度分配和Pignistic概率,建立贝叶斯信度函数,分析Dempster信度合成规则,采用识别方法来确定雷达的类型,计算识别信号与其他信号参数之间的形似度,并对每种雷达信号参数的相似度做归一化处理,利用SDH技术构建雷达信号同步传递模型。实现了救援探测机械雷达信号同步传递模型的构建。结合实验,在对雷达信号传递耗时和雷达信号同步传递建模结果与实际结果拟合度测试时,实验结果证明,提出方法建模结果与实际结果的拟合度较高,更符合实际结果。     

软弱场地地铁车站结构地震反应的数值模拟与模型试验对比分析

根据软弱场地土上地铁车站结构大型振动台模型试验结果,以软件ABAQU S为平台,采用记忆型嵌套面黏塑性动力本构模型和动塑性损伤模型,分别模拟土体和车站结构混凝土的动力特性,建立了土-地铁车站结构非线性动力相互作用二维和三维有限元分析模型,对各种试验工况下地基土-地铁车站结构体系的地震反应进行了数值模拟,并与试验结果进行了对比。结果表明:二维、三维数值模拟与振动台模型试验结果基本一致,三维模型可更好地模拟软弱场地与地铁车站结构的动力相互作用及模型结构的动力反应。数值模拟结果和振动台试验结果可相互验证其可靠性。     

地铁隧道地震反应数值模拟与试验的对比分析

根据可液化土层上土-地铁隧道结构动力相互作用大型振动台模型试验结果，以软件ABAQUS为平台，将地基土-地铁隧道结构体系视为平面应变问题，采用记忆型嵌套面粘塑性动力本构模型和动塑性损伤模型分别模拟土体和隧道结构混凝土的动力特性，建立了土-地铁区间隧道非线性动力相互作用的有限元分析模型。对各种试验工况下地基土-地铁隧道结构体系的地震反应进行了数值模拟，并与试验结果进行了对比。结果表明：数值模拟与振动台模型试验结果基本一致，呈现出相似的规律性，相互验证了基于ABAQUS软件的力学建模和振动台试验结果的正确性。     

土石坝振动台模型试验颗粒流数值模拟分析

目前一般采用振动台试验、离心振动台试验和有限元动力分析来获得土石坝在设计地震荷载作用下的形态和抗震性能。本文结合孔宪京等的土石坝振动台试验结果开展了颗粒流细观数值模拟研究,克服了传统连续介质力学的宏观连续性假设,形象而直观地表现出坝体在动力荷载作用下的破坏特征。数值模拟规律与振动台试验规律基本一致。同时还分析了坝体颗粒粘结强度和地震峰值加速度变化对坝体破坏特征的影响。数值结果表明,当颗粒间粘结强度较低时,表现为坝体表面颗粒的滑动破坏,粘结强度稍大时,会出现局部的小块颗粒团整体滑动破坏;随着峰值加速度的增大,坝顶沉降量在增大,坝体破坏特征不变。     

钢筋混凝土异形柱框架-短肢剪力墙结构振动台试验研究

异形柱框架-短肢剪力墙结构是介于异形柱框架和异形柱框架-剪力墙结构之间的一种新型结构体系。本文通过对一幢12层钢筋混凝土异形柱框架-短肢剪力墙结构1/7比例模型的地震模拟振动台试验,系统研究了该结构体系的动力特性、地震反应及破坏机理等。试验结果表明,该结构体系属于梁铰破坏机制,能满足延性设计要求,且具有良好的抗震性能和较强的抗震能力,达到了抗震设防标准。因此,该结构体系较适用于小高层住宅结构设计。     

云南粉土的动力特性试验研究

粉土是一种具有特殊工程性质的土,由粉土液化引起的工程震陷造成的危害极大。根据云南粉土的室内共振柱试验,得到了归一化处理后的G/Gm ax~γ/rγ和D~γ曲线,并运用修正后的双曲线模型进行了拟合分析。根据室内振动三轴试验,得出不同固结比和不同固结压力下的土的动强度与振动次数的试验曲线,发现动强度与破坏振次间符合较好的乘幂关系,动强度与固结比之间符合较好的二次抛物线关系;分析不同围压下孔压与破坏振次的试验曲线规律,发现可以用指数函数进行拟合。结果可供该类土的动力特性研究参考。     

岩石场地重力式挡土墙地震土压力振动台实验研究

结合汶川震区调查资料,利用大型振动台模型试验,分析了碎石土填料的岩石场地重力式挡土墙的地震土压力及其分布规律,并以此对我国现行铁路、公路抗震规范做合理性讨论和细化.研究发现,地震作用下,挡土墙的动土压力沿墙高呈单峰曲线状分布,且60%～80%集中作用于挡墙中部;随着地震峰值加速度的增加,地震土压力分布逐渐偏离现行振震设...     

边坡振动台模型实验动位移的加速度时程积分探讨

受数据采集条件限制,振动台模型实验的速度和动位移时程一般由实测加速度时程信号进行积分得到。通过理论分析和实验实测数据计算,认为动位移的频域积分法误差来源是低频截止频率的选取,特别当低频频率接近零时,传统二阶频域积分可产生较大的动位移低频振荡和峰值误差。提出利用时域与频域混合的方法,即频域-时域混合积分法,来克服积分过程带来的误差,其在对加速度两次积分中,分别进行一次频域积分和一次时域积分。地震模拟振动实验的台面实测加速度数据积分与台面动位移计实测数据的对比表明,较之传统的二阶频域积分,采用频域-时域混合积分时误差可明显减小。     

超高层筒体结构模型振动台地震破坏试验研究

就超高层筒体结构在地震作用下的动力特性与破坏反应,对一个1∶50比例的超高层建筑模型进行了微震、强震直至破坏的振动台试验研究。试验通过满足弹性—重力相似条件得到原型结构在地震作用下的动力特性与破坏现象。结果表明,结构的横向二阶以上及竖向一阶振动对结构的抗震安全性起控制作用,结构中上部是抗震薄弱部位,试验破坏现象与实际震害吻合。