隨著人類的生活水平不斷提高,人類在注重物質(zhì)的同時(shí)也對(duì)自然災(zāi)害的預(yù)防有更深層的認(rèn)識(shí),人類在幾千年的發(fā)展中,不斷總結(jié)災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律,同時(shí)人類也在災(zāi)害中不斷學(xué)習(xí)如何自救。地震(earthquake)是地殼快速釋放能量過程中造成振動(dòng),期間會(huì)產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。全球每年發(fā)生地震約五百五十萬次。地震常常造成嚴(yán)重人員傷亡,能引起火災(zāi)、水災(zāi)、有du氣體泄漏、細(xì)菌及放射性物質(zhì)擴(kuò)散,還可能造成海嘯、滑坡、崩塌、地裂縫等次生災(zāi)害。
中國地震活動(dòng)頻度高,q度大、震源淺,分布廣,是一個(gè)震災(zāi)嚴(yán)重的國家。為了研究和避免地震帶來的災(zāi)害,人們開始了地震模擬試驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)室中的地震模擬試驗(yàn)?zāi)軌驕?zhǔn)確地再現(xiàn)地震時(shí)的地面運(yùn)動(dòng),可用于評(píng)估零部件以及建筑物、橋梁、大壩和其他土木結(jié)構(gòu)(及其模型)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在承受地震荷載時(shí)的性能和耐久性。測(cè)試是使用具有單軸、雙軸或多軸荷載功能的震動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)執(zhí)行。這些模擬器可以**或聯(lián)合使用來評(píng)估大型樣品。地震模擬也可能涉及到混合模擬,后者結(jié)合了對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的機(jī)械測(cè)試和對(duì)大型結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模型。
對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行研究,主要采用低周期反復(fù)荷載試驗(yàn)(又稱模擬靜力試驗(yàn));
對(duì)結(jié)構(gòu)的預(yù)期地震反應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證,主要通過振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)或者計(jì)算機(jī)-電液伺服聯(lián)機(jī)試驗(yàn)(又稱模擬動(dòng)力試驗(yàn))。
模擬靜力試驗(yàn):是用靜力加在的方式模擬地震對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用。
優(yōu)點(diǎn):在實(shí)驗(yàn)過程中可以隨時(shí)停下來觀察試件的破壞狀態(tài)。
缺點(diǎn):試驗(yàn)的加載是主觀確定,與實(shí)際地震無關(guān),不能反映實(shí)際地震的影響
模擬動(dòng)力試驗(yàn):是真實(shí)的模擬地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用,基本原來是用計(jì)算機(jī)直接參與試驗(yàn)的執(zhí)行和控制,同時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)反應(yīng)的測(cè)量和數(shù)據(jù)采集,系統(tǒng)通過對(duì)反應(yīng)量的分析,得到結(jié)構(gòu)瞬時(shí)非線性變形和恢復(fù)力之間的關(guān)系,再通過計(jì)算機(jī)控制強(qiáng)迫結(jié)構(gòu)按照實(shí)際地震反應(yīng)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的變形和受力。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力特性不再來自數(shù)學(xué)模型,而是直接從被試驗(yàn)結(jié)構(gòu)上實(shí)時(shí)測(cè)取。
不足:模擬動(dòng)力動(dòng)力試驗(yàn)不能反映實(shí)際地震時(shí)材料應(yīng)變速率的影響
模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn): 模擬地震振動(dòng)臺(tái)更接近于結(jié)構(gòu)在地震作用下的工作狀態(tài),是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和破壞機(jī)理的直接方法。模擬地震試驗(yàn)臺(tái)不僅用于檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論,方法和計(jì)算模型是否準(zhǔn)確,還可以用于研究過程中結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性、設(shè)備抗震性能以及檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)抗震措施合理性等內(nèi)容。模擬地震振動(dòng)臺(tái)能夠模擬天然地震振動(dòng),可以觀測(cè)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)和破壞過程。