在实际的结构-地基动力相互作用的情况下，地基是没有边界的。但在振动台试验中，只能用有限尺寸的容器来装模型土。这样，由于其边界上的波动反射以及体系振动形态的变化将会给试验结果带来一定的误差，即所谓“模型箱效应”。如何合理模拟土体边界条件，减少模型箱效应，是结构-地基动力相互作用振动台试验中的一个重要问题和研究难点。成功的土体边界条件模拟设计应使容器中的模型土在地震作用下以与原型自由场同样的方式变形，减少边界条件的影响。
人们在用振动台或离心机进行土体振动试验时，已经注意到了土体边界模拟和模型箱效应这个问题，设计采用了一些试验容器来进行边界模拟，有层状单剪型剪切盒、碟式容器、普通刚性土箱加内衬和柔性容器等，也常直接采用普通刚性土箱[114-119]。层状单剪型剪切盒[117]采用H型钢焊成框架水平层状叠合而成，层与层间设置滚珠。层状单剪型剪切盒只能进行单向的振动试验，而且容器自重较大，占用了振动台承载能力。碟式容器具有倾斜的刚性侧壁，设计思想是通过锥形区来减少波动能量的反射。普通刚性土箱加内衬[114-115，120]的方法，其效果易受内衬材料的选择和设置方法的影响。柔性容器采用模量略高于土的软材料作为容器的侧壁。Lok[121]和Philip Meymand[122]经过计算分析和振动台试验研究，认为柔性容器比刚性容器、碟式容器能较好地再现原型的反应，是较好的边界模拟方法。
通过上述对几种边界模拟方法的比较，采用柔性容器是较好的选择。除了上述计算分析和试验均表明，柔性容器能较好地再现原型反应外，还具有自重较轻和能适应多向振动试验要求的特点。因此，本试验中采用柔性容器来模拟土体边界条件。
计算分析表明[123]，当取地基平面直径D与结构平面尺寸d之比D/d大于5时，由侧向边界引起的数值计算结果的误差很小并趋于稳定。为此，本试验在土体边界条件模拟设计时考虑通过两项措施来实现。一是控制结构模型的平面尺寸，使地基模型的平面尺寸与其之比要大于一定的倍数；结合考虑试验条件和相似模拟等情况，本试验取相互作用体系模型的D/d值为5。二是采用柔性容器，结合适当的构造措施减少模型箱效应。
在柔性容器的设计上，参考Philip Meymand的容器并进行适当改进，具体设计时遵循下列原则：
(1)选取较大的直径，使受边界影响较小的中心土体的范围较大；
(2)采用能较好适应多向振动试验的圆筒体；
(3)侧壁软材料的模量与土的模量相当；
(4)容器尺寸的确定应控制模型总重量在振动台承载力25 t以内；(www.xing528.com)
(5)容器自重轻、构造简单、制作方便、经济。
图2-1 试验容器示意图
图2-1～图2-3为本试验设计的柔性容器。该容器为圆筒形，直径为Φ3 000 mm，圆筒侧壁采用厚5 mm的橡胶膜，在圆筒外侧采用Φ4@60钢筋作圆周加固，目的是提供径向刚度，且允许土体作层状水平剪切变形。每个钢筋环用钢筋焊接而成。圆筒体侧壁通过螺栓与上部环形板和下部底板连接；环形顶板由固定在底板上的四根柱支撑，柱中设高度调节螺杆以调节顶板水平并使圆筒体处于适当的状态；柱顶设万向节，使环形板在振动时可以发生侧向位移；底板用钢板制作，并用小钢梁加劲，确保在起吊时不产生过大的变形。在橡胶侧壁内侧制作花纹，在钢底板板面上用环氧树脂黏上碎石，使之成为粗糙的表面，减少土与容器界面的相对滑移。
图2-2 试验容器(立面)
图2-3 试验容器(俯视)
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