为解决离心场中陡倾顺层岩质边坡振动试验的关键技术问题,设计了陡倾顺层斜坡的离心振动台模型,通过试验探讨了试验仪器设备的关键技术参数、动力相似关系、相似材料比选以及传感器的安装布置等内容,并确定了地震波的加载方案。同时为了得到可靠的试验结果,分析了离心力场中的误差、传感器的安装与误差问题和边界效应问题,结合以往经验对误差方法进行比选,并提出了相应的减小误差的方法。研究结果表明离心振动台模型试验要进行合理的设计;离心力场中的系统误差可通过设计模型尺寸大小和选择模拟模型和原型应力保持一致的高度来减小;传感器测量误差可采用在传感器周围填充满砂土来减小;多层剪切层铝合金框架模型箱能够最大程度减小边界效应的影响。
Abstract
Through the design of centrifugal vibration table model test of steep dip bedding rock slope, the key technical parameters of test apparatus, the dynamic similarity relations, the selection of similar materials and the installation and arrangement of sensors are discussed. The loading scheme of seismic wave is also determined. Moreover, through analyzing the errors in centrifugal field and sensors installation as well as boundary conditions, corresponding measures of reducing the errors are put forward based on comparison with previous experiences. Results suggest that centrifugal shaker table test should be designed rationally; system error in the centrifugal force field could be diminished as the model size and stress are consistent with those of the prototype; error of sensors could be reduced by filling sand around sensors; aluminum-alloy frame model box with multiple shear layers could reduce boundary effect to the largest extent.
关键词
陡倾顺层岩质边坡 /
离心场 /
振动试验 /
加速度传感器 /
误差分析
Key words
steep bedding rock slope /
centrifugal field /
vibration test /
acceleration sensor /
error analysis
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参考文献
[1] 黄润秋,李 果,巨能攀. 层状岩体斜坡强震动力响应的振动台试验[J] . 岩石力学与工程学报,2013,32(5):865-875.
[2] 董金玉,杨国香,伍法权,等. 地震作用下顺层岩质边坡动力响应和破坏模式大型振动台试验研究[J] . 岩土力学,2011,32(10):2977-2988.
[3] 杨国香,叶海林,伍法权,等. 反倾层状结构岩质边坡动力响应特性及破坏机制振动台模型试验研究[J] . 岩石力学与工程学报,2012,31(11):2214-2221.
[4] 许 强,刘汉香,邹 威,等. 斜坡加速度动力响应特性的大型振动台试验研究[J] . 岩石力学与工程学报,2010,29(12):2420-2428.
[5] 刘汉香,许 强,徐鸿彪,等. 斜坡动力变形破坏特征的振动台模型试验研究[J] . 岩土力学,2011,32(增2):334-339.
[6] 王永志,振动离心机系统工作原理与初步设计[D] . 哈尔滨:中国地震局工程力学研究所,2010.
[7] 于玉贞,邓丽军,李荣建.砂土边坡地震动力响应离心模型试验[J] . 清华大学学报(自然科学版),2007,47(6):789-792.
[8] 李祥龙,唐辉明,王立朝.顺层岩体边坡地震动力破坏离心机试验研究[J] . 岩石力学与工程学报,2014,33(4):729-736.
[9] 包承纲,饶锡保.土工离心模型的试验原理[J] . 长江科学院院报,1998,15(2):2-7.
[10] 陈丛新. 边坡稳定离心模型试验中离心力分布不均匀的影响[J] . 岩土力学,1994,15(4):39-45.
[11] SCHOFIELD A N.Cambridge Geotechnical Centrifuge Operation[J] .Geotechnique,1980,30(3):227-268.
[12] 饶锡保. 土石坝的离心模型试验研究[D] . 武汉:长江科学院,1989.
[13] 徐光明,章为民. 离心模型中的粒径效应和边界效应研究[J] . 岩土力学,1996,18(3):80-85.
[14] ZENG X,SCHOFIELD A N. Design and Performance of an Equivalent Shear Beam Container for Earthquake Centrifuge Modeling[J] .Geotechnique,1996,46(1):83-102.
基金
国家自然科学基金项目(41372306,41502299);四川省教育厅科研项目(16ZB0105)
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