我國是地震地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的國家之一，面臨嚴(yán)重的地震及其次生地質(zhì)災(zāi)害等問題，“5·12”汶川地震更是在龍門山地區(qū)引發(fā)了數(shù)以萬計的次生地質(zhì)災(zāi)害及建筑結(jié)構(gòu)的破壞，造成巨大生命財產(chǎn)損失。

       為了研究巖土體及建筑結(jié)構(gòu)的地震動響應(yīng)，探究振動條件下巖土體變形破壞機理，成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點實驗室(以下簡稱實驗室)特建立了地震模擬振動臺試驗室，并于2021年5月中旬通過專家組驗收。

　　5月25日，地震模擬振動臺實驗室首次試驗成功。試驗完成了10Hz、7Hz、5Hz三種地震頻率，0.3g、0.5g、0.8g、1.0g五種地震加速度等組合的22種工況，并成功采集了完整的實驗過程數(shù)據(jù)。模型試驗通過埋置位移、加速度、應(yīng)變、氣壓力、土壓力等48個不同類型的傳感器追蹤測試了斜坡不同部位、不同高程的空腔在地震下變形破壞特征和過程，采集了22種工況下斜坡地震響應(yīng)數(shù)據(jù)，揭示了強震條件下坡體內(nèi)空腔對坡體失穩(wěn)的影響規(guī)律，為深入研究斜坡空腔中超靜空隙氣壓力對坡體變形破壞過程控制及成災(zāi)機理，提供了翔實可靠的試驗數(shù)據(jù)。

　　模型安裝與固定

　　高清攝像試驗過程

　　試驗后期-斜坡振動條件下發(fā)生明顯變形破壞

　　本次試驗方案合理，加載過程順利，數(shù)據(jù)采集完善，試驗結(jié)果可靠，較好再現(xiàn)地震動作用下典型斜坡變形的破壞過程，達(dá)到了試驗?zāi)康摹?/p>

　　據(jù)了解，振動系統(tǒng)和油泵室近1000平方米。系統(tǒng)為由英國servotest公司生產(chǎn)的大型三維六自由度的振動臺試驗系統(tǒng)，是目前國內(nèi)最為先進(jìn)的數(shù)字化地震模擬試驗平臺。振動模擬系統(tǒng)主要由1500L@28Mpa油源、油源控制系統(tǒng)、大型振動臺、4套Z向作動器及4套水平向作動器、pulsar控制系統(tǒng)等組成。臺面尺寸4.0m×6.0m，共布置329個螺栓孔，孔徑24mm，可靈活模擬不同尺寸結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)。并且可以通過系統(tǒng)的pulsar控制系統(tǒng)中的ICS模塊實現(xiàn)不同頻率、不同加速度大小、時程的正弦波以及通過迭代、傅里葉變換等得到的其他地震波(如汶川波)的輸入與模擬。

　　油源及其控制系統(tǒng)

　　作動器系統(tǒng)

　　油泵系統(tǒng)

　　振動臺臺面

　　輸入與模擬不同類型的地震波

　　該系統(tǒng)同時配備先進(jìn)的128通道的數(shù)采設(shè)備，采用通用ICP接口，可連接多種類型傳感器，同時采集位移、速度、加速度、應(yīng)變、應(yīng)力、孔隙水壓力等多種數(shù)據(jù)，便捷、可靠地實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)的采集。

　　據(jù)悉，地震模擬振動臺試驗系統(tǒng)是目前地震工程研究領(lǐng)域中的重要試驗設(shè)備之一，是集土建、機械、液壓、電子、計算技術(shù)和控制技術(shù)于一體的高科技綜合系統(tǒng)工程，同時也是最為直觀和有效的地震動的物理模擬手段。該試驗室運營后，可開展地質(zhì)工程、巖土工程、大型建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)、地下結(jié)構(gòu)等不同領(lǐng)域的地震模擬振動臺試驗，以及機械設(shè)備、車輛設(shè)備、機電設(shè)備、石油化工設(shè)備、(特)高壓電氣設(shè)備、核電站設(shè)施和管道結(jié)構(gòu)等不同結(jié)構(gòu)工程的振動臺試驗，能夠為研究不同地質(zhì)工程、巖土工程和結(jié)構(gòu)工程的地震響應(yīng)規(guī)律提供重要支撐。

　　目前，地震模擬振動臺試驗室已正式對外開放，國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究人員可通過實驗室網(wǎng)站預(yù)約，開展試驗研究、交流與合作。

　　據(jù)介紹，正式投入使用的振動臺系統(tǒng)將為該實驗室地震及其次生地質(zhì)災(zāi)害防治的科學(xué)研究和工程實踐提供強有力試驗技術(shù)支撐，進(jìn)一步提升實驗室的基礎(chǔ)理論、科研試驗、技術(shù)檢測等研創(chuàng)能力，促進(jìn)相關(guān)學(xué)科和專業(yè)發(fā)展。

　　隨著全球逐漸進(jìn)入地震活躍期，模擬振動臺試驗研究將具有更重大的理論和現(xiàn)實意義，服務(wù)社會，助推國家重大戰(zhàn)略實施。

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