地震測試模擬試驗介紹
隨著人類的生活水平不斷提高,人類在注重物質(zhì)的同時也對自然災(zāi)害的預(yù)防有更深層的認(rèn)識,人類在幾千年的發(fā)展中,不斷總結(jié)災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律,同時人類也在災(zāi)害中不斷學(xué)習(xí)如何自救。地震(earthquake)是地殼快速釋放能量過程中造成振動,期間會產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。全球每年發(fā)生地震約五百五十萬次。地震常常造成嚴(yán)重人員傷亡,能引起火災(zāi)、水災(zāi)、有du氣體泄漏、細(xì)菌及放射性物質(zhì)擴(kuò)散,還可能造成海嘯、滑坡、崩塌、地裂縫等次生災(zāi)害。
中國地震活動頻度高,q度大、震源淺,分布廣,是一個震災(zāi)嚴(yán)重的國家。為了研究和避免地震帶來的災(zāi)害,人們開始了地震模擬試驗。
實驗室中的地震模擬試驗?zāi)軌驕?zhǔn)確地再現(xiàn)地震時的地面運動,可用于評估零部件以及建筑物、橋梁、大壩和其他土木結(jié)構(gòu)(及其模型)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在承受地震荷載時的性能和耐久性。測試是使用具有單軸、雙軸或多軸荷載功能的震動臺系統(tǒng)執(zhí)行。這些模擬器可以**或聯(lián)合使用來評估大型樣品。地震模擬也可能涉及到混合模擬,后者結(jié)合了對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的機(jī)械測試和對大型結(jié)構(gòu)的計算機(jī)模型。
對結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行研究,主要采用低周期反復(fù)荷載試驗(又稱模擬靜力試驗);
對結(jié)構(gòu)的預(yù)期地震反應(yīng)進(jìn)行驗證,主要通過振動臺試驗或者計算機(jī)-電液伺服聯(lián)機(jī)試驗(又稱模擬動力試驗)。
模擬靜力試驗:是用靜力加在的方式模擬地震對結(jié)構(gòu)物的作用。
優(yōu)點:在實驗過程中可以隨時停下來觀察試件的破壞狀態(tài)。
缺點:試驗的加載是主觀確定,與實際地震無關(guān),不能反映實際地震的影響
模擬動力試驗:是真實的模擬地震對結(jié)構(gòu)的作用,基本原來是用計算機(jī)直接參與試驗的執(zhí)行和控制,同時進(jìn)行結(jié)構(gòu)反應(yīng)的測量和數(shù)據(jù)采集,系統(tǒng)通過對反應(yīng)量的分析,得到結(jié)構(gòu)瞬時非線性變形和恢復(fù)力之間的關(guān)系,再通過計算機(jī)控制強(qiáng)迫結(jié)構(gòu)按照實際地震反應(yīng)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的變形和受力。
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力特性不再來自數(shù)學(xué)模型,而是直接從被試驗結(jié)構(gòu)上實時測取。
不足:模擬動力動力試驗不能反映實際地震時材料應(yīng)變速率的影響
模擬地震振動臺試驗: 模擬地震振動臺更接近于結(jié)構(gòu)在地震作用下的工作狀態(tài),是在實驗室內(nèi)研究結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和破壞機(jī)理的直接方法。模擬地震試驗臺不僅用于檢驗結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論,方法和計算模型是否準(zhǔn)確,還可以用于研究過程中結(jié)構(gòu)動力特性、設(shè)備抗震性能以及檢驗結(jié)構(gòu)抗震措施合理性等內(nèi)容。模擬地震振動臺能夠模擬天然地震振動,可以觀測結(jié)構(gòu)的振動反應(yīng)和破壞過程。