振动台试验中刚性模型箱人工反射边界的合理设计试验研究

摘要

采用刚性箱进行隧道等地下工程结构地震动力试验研究时,合理的边界条件是关系到试验结果准确的关键因素之一,特别是与地震激励方向垂直的人工反射边界。本文在大量文献调研的基础上,设置四种典型边界,并考虑地震烈度和地震波类型,分别开展了振动台试验。进而,根据试验结果,分别从加速度峰值偏差、加速度时程谱和傅立叶频谱的相似性以及刚性箱内土体表面不均匀沉降四个方面对四种边界的模拟效果进行了评价分析。结果表明:振动台试验中,边界效应的大小,不仅受边界材料性质的影响,还与地震烈度、地震波类型以及试验箱内填充介质的滤波特型有关;相对于其他三种边界,聚乙烯泡沫板边界模拟效果最为理想,且随着地震烈度的增大,其边界效应有逐步减小的趋势。最后,结合既有研究资料,对振动台试验中的边界效应评价标准,边界材料类型及厚度的确定进行了讨论与总结,给出了相应的设计方法和建议。