[发明专利]基于振动台上的坝体‑库水耦合动力模型试验的设计方法

摘要

本发明涉及基于振动台上的坝体‑库水耦合动力模型试验的设计方法，属水工结构工程与模型试验研究领域。本发明首先设计出二维模型坝体坝段的各部位几何尺寸及各个相关监测设备的布置方案；确定模型材料的主要物理力学参数；浇筑坝体模型，并根据设计好的布置方案来预埋各测试仪器；将水库的模拟装置水箱吊装至模型坝体上游侧；在水箱内远离模型坝体的一端放置一个库尾消能装置；模型坝体和模拟水库装置的水箱组装完毕之后；且各个试验测试仪器设备安装、连接完毕之后，开始模型坝体地震动力模拟试验。本发明理论简单、便于理解，施工工艺简单，能在实验室准确地测出地震时坝体上游表所承受的动水压力及上游库水对坝体动力响应所产生的影响。

主权项

基于振动台上的坝体‑库水耦合动力模型试验的设计方法，其特征在于：所述基于振动台上的坝体‑库水耦合动力模型试验的设计方法的具体步骤如下：Step1、根据原型坝体水工设计图纸和振动台几何尺寸及承载能力，运用相似理论设计出模型坝体坝段的各部位几何尺寸及各个相关监测设备的布置方案；Step2、根据相似比尺理论及步骤Step1中设计的模型坝体几何尺寸，确定模型材料所需要具备的密度、弹性模量及泊松比，以此来确定仿真模型材料的配比和养护龄期；Step3、利用预制好的模型坝体钢模具，在振动台上采用步骤Step2中确定的仿真模型材料浇筑步骤Step1中设计的模型坝体，并在浇筑模型坝体过程中根据步骤Step1中设计的各个相关监测设备的布置方案来预埋各测试仪器；记录好模型浇筑完成时间，预算出养护龄期、拆模时间及振动试验时间；Step4、模型坝体初凝拆模后，将水库的模拟装置，采用水箱，吊装至模型坝体上游侧，靠坝体侧水箱的侧壁被取消后以模型坝体挡水时，要保证水箱内隔水塑料袋与模型坝体上游面紧密接触，以保证水箱内水体能够模拟出原型坝体上游库水的作用；Step5、在水箱内远离模型坝体的一端放置一个模拟无限远水库库尾消能装置，用于避免地震动力模拟试验时远离坝体一端的水箱壁产生水波回弹效应；Step6、模型坝体和水库的模拟装置水箱组装完毕之后，对模型坝体上游迎水面的塑料薄膜穿孔，使布置于模型坝体上游表面的水压力传感器的测压膜片与水箱中的水体充分接触，以便测得不同试验工况下模型坝体不同部位的压力值；Step7、各个试验测试仪器设备安装、连接完毕之后，开始模型坝体地震动力模拟试验，先进行空库振动试验，再向水箱中注满水，进行满库工况下的地震动力模拟试验；测得模型坝体上游面动水压力、关键部位应变、沿坝体高程时程加速度及位移等关键数据；所述Step6中，为使预埋在模型坝体上游表面的水压力传感器能够准确测得数据，则对附在坝体上游表面的塑料薄膜穿孔并用螺母对塑料薄膜进行固定，加橡皮垫以防漏水。