土工离心机振动台系统的发展研究

与普通的地面振动台相比，土工离心机振动台在研究岩土工程动力问题方面，具有巨大的优越性，因而在全世界得到了较快的发展，出现了不同种类的土工离心机振动台．为此，主要介绍了土工离心机振动台的发展类型及每种振动台系统的特点．     

长江科学院土工离心机的应用与发展

土工离心机是研究复杂岩土工程问题的大型专用设备,长江科学院（以下简称长科院）早在 20 世纪 80 年代建成了当时国内最大的总容量300g-t 、有效容量180g-t 的土工离心机,为我国离心机研制和离心模型试验技术的发展奠定了重要基础。简要总结了国内外土工离心机的发展历史,介绍了长科院第一代土工离心机的研制过程和意义,回顾了第一代离心机所开展的重要研究工作及所取得的成果;详细叙述了长科院第二代土工离心机的研制过程和性能。在此基础上,对近期完成的几个离心模型试验成果进行介绍,并通过多项试验研究验证了试验系统的可靠性。     

土工离心机振动台及其试验技术

利用土工离心机振动台进行模型试验是研究土工材料及其建筑物在地震荷载作用下动力特性的有效手段.这一先进的地震模拟方法在国外已得到大量应用,在国内却刚刚起步,为此中国水利水电科学研究院计划在现有大型土工离心机基础上,建设一台高性能的离心机振动台.本文分析了部分国外离心机振动台的主要特点和研究现状,介绍了中国水利水电科学研究院拟建的离心机振动台及其主要技术参数,同时介绍了动力离心模型试验所需的相关附属设备和试验技术.     

国内土工离心机及专用试验装置研制的新进展

近30年来,国内土工离心模拟试验技术的长足进步和丰硕成果,带动了土工离心机设备研制技术的不断改进和创新。性能先进,功能更加齐全的大容量土工离心机不断诞生,专用试验装置的研制也朝着多用途、高g值方向发展。我国土工离心机主机、振动台、爆炸与撞击、机械手系统的设计和建造技术已经进入国际先进行列。目前,国内土工离心机研制技术已经进入了新的阶段,巨型土工离心机的建设设想也将提到议事日程上来。在简要介绍土工离心机系统的基础上,就国内土工离心机及专用试验装置研制的新进展作了综合介绍。     

LXJ—4—450土工离心机在岩土工程中的应用

人们希望通过离心机增加模型的重力，以达到模型与原型土工结构物之间具有相同性状及相似关系的目的。这种想法由来已久，直到１９３２年苏联莫斯科水力设计院才建成了世界上第一台土工离心机。近年来由于自动控制技术及数据采集技术的发展，使得从高速旋转的离心机中获得...     

基于LXJ-4-450平台的土工离心模型试验研究

土工离心机是岩土工程领域最有效的物理模拟手段之一。近年来,随着现代液压、电控及测试技术的飞速发展,土工离心模型试验技术水平显著提升,应用领域也不断拓展。本文基于中国水利水电科学研究院的LXJ-4-450离心模拟试验平台,对新型机载设备及相应的试验成果进行总结,综述了近年来土工离心模型试验的研究进展。具体而言,研制了模拟污染物迁移的离心试验装置,探讨了污染物在土壤中的迁移机理;研制了离心模拟爆炸试验装置,验证了冲击波及气泡脉动在超重力场下的相似关系;研制了离心模拟溃坝试验系统,揭示了土坝漫顶破坏机理;此外,配置了世界首台水平、垂直双向离心机振动台,揭示了饱和砂土地基液化机理及地震动传播规律;开发了基于液压系统的离心模拟试验大荷载施加方法;最后,对中国水科院新建的大型土工离心机试验平台进行了介绍。     

电液式土工离心机振动台的研制

介绍了南京水利科学院研制的电液式土工离心机振动台以及基于网络技术的数据采集系统。经验证表明，该土工离心机振动台与数据采集系统的技术指标和性能，完全能满足工程试验研究的需要。     

土工鼓式离心机研发及在海底滑坡研究中的应用

为快速发展海洋土力学,大连理工大学于2009年引进了国内首台土工鼓式离心机GT450/1.4。通过与国际上同类产品的比较,详细介绍了鼓式离心机GT450/1.4的机械系统、控制系统、数据采集系统以及自主开发的配套设备PIV图像观测系统、黏土真空搅拌器、大型固结仪、撒样器的研发过程及工作原理。并以海底滑坡为研究对象,采用现场取样土,对深海滑坡进行探索性研究。离心模型试验结果表明:鼓式离心机GT450/1.4性能优良,功能全面,在机械设备规模、数据采集精度、控制系统自动化程度及作动器加载模式方面均优于国外同类产品,同时便于升级改造为“土工鼓-臂联合式离心机”。土工鼓式离心机对于研究海底滑坡等相关海洋工程领域课题具有一定的优越性。     

离心机技术在岩土工程领域应用的研究进展综述

当前土工离心机技术已经成为国内外研究的热点,为了促进我国离心机技术的发展,对近年来国外土工离心机模型技术在岩土工程领域的研究现状进行分析和总结显得尤为重要。首先介绍了近年来国外土工离心机的发展现状,然后主要总结了近年来土工离心机在土质边坡稳定性、土工织物加固边坡、以及地震作用对岩土体及结构物影响这3个方面的研究进展,最后探讨了目前国外土工离心机技术应用方面值得我国学习和借鉴之处,展望了土工离心机技术未来研究的方向。     

大型土工离心机TLJ-500模态分析与试验

模态分析与试验是研究离心机结构动力特性的重要手段,其广泛应用于离心机的设计和验证中。分别采用理论计算和试验的方法对大型土工离心机TLJ-500进行模态分析,得到了TLJ-500的前若干阶模态参数,并将2种方法得到的模态频率和振型进行了比较。分析表明,离心机连接部位的刚度等对理论计算的结果影响较大,模态试验应在2个方向上激振以避免漏阶。针对离心机模态分析与试验提出了合理的建议,对提高离心机的模态分析精度和后续离心机振动台的设计具有一定的参考价值。     

用于土工和结构模型实验的离心机设计简介

在离心力场内,按比例缩小制作模型和增大模型材料容重,以满足土工模型和结构模型实验的需要。本文简述这种大型离心机的设计和主要部件的研究,如建设规模、整体结构、模型转斗,重要部件,稳定问题,动力问题,信息采集方法等。     

液化场地堤坝地震响应动态土工离心试验及模拟

基于动态土工离心机试验和多重剪切机构模型的有效应力分析方法,研究了不同地震强度下,液化场地堤坝的地震响应和大变形特征。动态土工离心机试验的液化场地模型,由相对密度为30%的饱和砂土构成,输入正弦波峰值分别为0.8056、1.7903和3.133m/s2。并采用有效应力分析有限元程序对堤坝的动点响应进行数值模拟,计算结果与模型试验结果相吻合。在此基础上研究了堤坝的加速度、变形以及下卧液化场地中的超孔隙水压力分布规律,分析了液化场地不同位置土层中的有效应力路径变化规律。研究得出,液化场地堤坝顶和坝趾在地震作用下会发生较大的沉降和侧向扩展,且随地震强度加大而增大。堤坝下卧浅层液化土的超孔隙应力比相对较小但其体积变形较大,坝顶的残余沉降可达1.4m,地震中堤坝底部土体同自由场地土体的有效应力路径和应力-应变特征不同。土工离心机试验结果同数值解析结果基本吻合。     

土工离心机设计综述(二)

四、土工离心机的设计满足土工离心模型试验的土工离心机,必须由如图8所示的七大部件组成。土工离心机的性能用其加速度与有效质量(模型质量和模型盒质量之和)的乘积来表示(单位:gt)。由离心机的机械特性曲线(见图9)可知:am=常量     

土工离心机设计综述(一)

当代土力学的研究中,土工离心模拟试验是一门正在发展中的新兴技术,土工离心机则是它的主要设备。本文不仅对土工离心机在国内外发展的概况作了介绍;对如何选择离心模拟试验的设计参数作了说明,还对土工离心机设计中,例如空气流场的选择、封闭机坑(不通风)中风阻功率的估算、温升控制以及离心机结构设计作了较详细的分析;对离心机运行中的动力平衡、运行安全监测、运行速度的自动控制和模拟试验中数据采集等系统作了简要说明。     

心墙堆石坝坝顶加筋措施的动力离心模型试验研究

坝顶加筋是心墙堆石坝抗震的重要工程措施之一,然而目前对其抗震效果的试验研究并不充分。本文利用中国水科院双向离心机振动台开展了动力离心模型试验,探究了铺设土工格栅加固坝顶这一措施的抗震效果,并探讨了埋设间距及土工格栅材料刚度对心墙堆石坝动力响应的影响。动力离心模型试验结果表明,坝顶加筋提高了坝顶刚度,导致坝顶附近区域顺河向和竖向动力响应变强。采用0.08H至0.16H间距加筋都将起到增强坝体刚度、提高坝体抗震稳定性的作用,坝顶加筋降低震陷、裂缝等风险,有利于坝体的安全稳定。土工格栅的刚度对心墙堆石坝的动力响应影响较大,刚度过大的材料难以造成土料与土工格栅的紧密结合,从而不能起到良好的抗震效果。     

土工离心机模型箱与挂斗的研制

模型箱与挂斗是土工离心机中安全运转的关键设备部件。80年代初,国内尚无土工专用离心机。我们在向国外学习的同时,利用现有的光弹模型试验离心机探索进行土工模型试验,首先须研制挂斗与模型箱。实际证明,所研制的挂斗与模型箱的使用效果良好。本文除简述了目前世界各国这方面情况外,着重介绍了南京水科院的挂斗与模型箱设计方法和一些经验。     

土工离心模型试验大流量供水系统设计研究

当前的土工离心模型试验的几种供水方式存在流量小、不稳定、测不准、造价高等问题,针对这些问题,研发了一套离心机大流量供水及控制系统。系统主要包括：上层供水系统、下层储水和供水系统、排水系统以及流量量测控制系统。系统采用环形水箱作为二级储水、供水箱,利用离心机旋转产生的巨大离心力驱动水流向模型试验箱内供水,同时采用离心实验专用孔隙水压力传感器来辅助监测流量,通过计算机控制布置在重力场与低离心力侧的电控阀门来实现流量的分级控制。该系统当前管路在50g离心力场下持续供水最大流量可达8 L/s, 100g离心力场下理论最大供水流量可达100 L/s,结合不同的模型试验箱布置,系统可开展降雨、库水位变动导致的滑坡、溃坝、枢纽泄洪消能等需水离心模型试验研究。     

长江科学院土工离心机试验室改造工程初步设计审查会顺利召开

2008年10月7日．长江水利委员会（简称长江委）在武汉市主持召开了长江科学院土工离心机试验室改造工程初步设计审查会．对《长江科学院土工离心机试验室改造工程初步设计》（简称《初步设计》）进行了审查。参加会议的有长江委科学技术委员会、规划计划局、中国工程物理研究院总体工程研究所、长江勘测规划设计研究院、长江科学院等单位的领导、专家和代表。     

一种新型平衡自调节系统在土工离心机上的应用

为了实现土工离心机运转以后的实时配平,减小离心机运转过程中的不平衡力,研制了一套平衡自调节系统。该系统构建了一套由电磁阀、传感器、PLC控制器组成的反馈控制系统,通过它向安装在配重端的水箱中受控注水,来实时调节工作端载荷变化引起的不平衡。将该系统应用到某土工离心机上,开展了离心机升速和负载增大工况下的自平衡调节试验,实现了离心机的实时配平。相对传统的液压缸或电机驱动配重块的平衡调节机构,该注水配平系统结构更简单、平衡调节范围更宽。     

使用土工织物构件加强土坝的试验研究

在特制的台上使用１：１０的土坝模型进行承载能力的试验，对金属构件和土工织物构件加强的两种模型进行了试验。结果表明，金属加强土 模型的构件自坝顶以下０．６２５ｈ处开始断裂，即在此深度的构件发生最大拉应力；使用聚合物构件的模型，其构件在同样条件下却不断裂。使用金属加强构件的模型坝体沉降 录荷载为１．５３Ｇ时就会推动承载能力，使用土工织物加强构件的模型坝体沉降在荷载为１．６３Ｇ时，才会失去承载能力。