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地震动特性研究:模型相似设计

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:在试验模型设计时,选取加速度、材料密度和模型几何尺寸为基本控制参量。为了使试验模型设计合理并最大限度地满足几何相似,取模型缩尺比例为1∶20,加速度和模型材料密度的相似比为1∶1,然后按分离相似设计导出各物理量的相似关系式和相似系数,具体见表3.1所示。

地震动特性研究:模型相似设计

在工程实践中,针对框架锚索加固边坡的试验模型常选择滑面为直线形的边坡作为研究对象。在试验模型设计时,选取加速度、材料密度和模型几何尺寸为基本控制参量。边坡-框架锚索动力相互作用系统共由四部分组成:输入地震波、边坡、锚索和框架梁。分离出这四部分分别满足相似设计,见式(3.1)~(3.4),解决了无法同时满足所有参数相似比要求的问题,具体推导过程见文献[9]。为了使试验模型设计合理并最大限度地满足几何相似,取模型缩尺比例为1∶20,加速度和模型材料密度的相似比为1∶1,然后按分离相似设计导出各物理量的相似关系式和相似系数,具体见表3.1所示。

表3.1 框架锚索加固边坡试验的相似常数

输入地震波相似设计特征方程

边坡相似设计特征方程

锚索相似设计特征方程

框架梁相似设计特征方程

式中 L ── 长度(m);

ρ ── 密度(kg/m3);

g ── 重力加速度(m/s2);(www.xing528.com)

a ── 地震波幅值(m);

t ── 地震波持时(s);

ω ── 地震波频率(Hz);

τ ── 剪应力(Pa);

c ── 黏聚力(Pa);

φ ── 内摩擦角

σ ── 应力(Pa);

ε ── 应变;

EA ── 拉伸刚度(N);

F ── 力(N);

γ ── 剪应变;

EI ── 弯曲刚度(N·m2);

M ── 弯矩(N·m)。

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