土工離心機通過采用高速旋轉增加模型重力的方法, 使模型土體產生與原型相同的自重應力, 模型的變形及破壞機制與原型相似, 從而可以直接模擬復雜的巖土工程問題。目前土工離心機的用途已十分廣泛, 不僅可以用于解決常規的土力學問題, 如土石壩、邊坡、擋土墻、樁基、深基坑、地下洞室等, 而且利用離心機可以模擬原型應力的特點, 研究人員將離心機用于凍土力學、環境土力學、土工抗震研究以及爆破工程研究等*域。離心模型試驗同時為深入認識巖土力學的基本原理, 驗證數值分析成果提供了十分有效的手段。
 
G際上自 20 世紀 60 年代以來建造了約 200 多臺土工離心模擬試驗機。80 年代以來, 許多發達G家如英G、日本、美G、法G等還建造了各類離心機振動臺進行土工抗震離心模型試驗, 研究內容涉及堤壩抗震變形、邊坡抗震穩定性、地震條件下土與結構的相互作用、土體液化等方面^{[ 1,2]} 。特別是在地震多發G家如日本, 已經建設了 20 余臺離心機振動臺, 在這方面的研究也十分活躍。由于人們對于自然災害和環境的關注, 這一*域的研究工作將會更加引人注目。
 
對于巖土工程抗震問題, 通常只能采用數值計算的方法進行分析, 其計算結果受計算參數和本構數學模型的影響很大; 現場觀測通常耗資巨大, 而且由于實際地震的時空不確定性和復雜性, 無法取得實測資料并用于驗證數值分析結果; 地面上的振動臺模型試驗由于無法模擬巖土材料的重力作用, 因此多用于剛性材料的結構試驗。而采用離心機振動臺, 則可以在原型應力條件下, 在模型底部產生可控制的地震波, 從而可以通過各種監測手段直接獲得地震引起的巖土結構物的動力變形和穩定特性。因此土工離心機振動臺被G內外巖土工程界認為是**有效的地震模擬試驗手段, 通過與數值模擬分析相互補充和驗證, 可以提高土工抗震研究水平, 解決相關的巖土工程抗震問題。
 
我G地域遼闊, 許多水電建設工程特別是西北、西南地區新建或擬建的高壩大庫多位于高發地震區, 一旦在地震中被破壞, 將會給人民的生命財產造成巨大的損失。因此, 在研究巖土工程動力數值分析方法的同時, 我G更需要大力開展動力離心模擬試驗研究, 縮短與世界先進水平之間的差距。本文分析了目前G內外離心機振動臺試驗設備及其應用情況, 各類離心機振動系統的優缺點, **后介紹了中G水利水電科學研究院擬建的大型離心機振動臺經過初步論證后的主要技術參數, 其各項技術指標與G外先進的離心機振動臺相比, 居于**水平。文中同時簡要介紹了動力離心模型試驗常用的附屬實驗設備和試驗方法。
 1 G內外離心機振動臺及研究概況
 
 
隨著動力離心模型試驗相似理論的發展, 振動臺模型試驗技術也日*成熟。美G和英G的 7 個離心模型試驗室曾經利用各自的離心機動力試驗設備, 進行了一次**的驗證數值分析方法的試驗, 項目名稱為/ 液化分析方法的離心模擬試驗驗證0 ( 簡稱VELACS) ^{[ 3]} 。參加研究的單位有 Davis 加州大學、加州理工學院、劍橋大學、科羅拉多 Boulder 分校、麻省理工學院、普林斯頓大學及 Rensselaer 理工學院。試驗針對9 個土工工程模型進行振動液化試驗, 并利用試驗結果驗證數值分析結果, 試驗中輸入正弦地震波, 分別模擬 9 種堤壩或地層的動力反應。在試驗完成之前由另外一組研究人員利用各自的本構數學模型, 對同樣的結構進行數值模擬分析并提交分析結果。由于動力離心模型試驗中輸入的地震波與計算采用的地震波略有差別, 因此在試驗完成之后, 按照試驗采用的輸入地震波再次進行數值分析預測,**終再與試驗結果進行比較。
 
VELACS 的研究成果證明, 只要振動裝置能夠產生符合要求的地震輸入, 認真設計和制作模型, 現有的技術水平已經可以很好地實現各試驗室之間試驗成果的重復性。利用離心模型的試驗成果, 驗證和比較了以下動力分析程序: ( 1) 等效線性總應力分析程序 QUAD_4、FEDAM、LUSH 和 FLUSH 程序; ( 2) 間接耦合動力反應程序 DESRA 和 TARA; ( 3) 與比奧固結理論耦合的動力反應分析程序 DYSACZ、 DYNAFLOW 和 SWANDYNE 程序。結果表明, 只有完全耦合的非線性有效應力程序才能預測非剪脹土體的位移, 對于剪脹土的位移, 以上所有程序都無法耦合, 因此在動荷載作用下土的本構關系, 還需要做更多深入細致的研究工作。VELACS 的這一研究成果對于利用動力離心模擬試驗認識數值分析方法的缺陷、修改數值模型以及提高數據分析的精度意義重大。
 
美G科羅拉多大學用伺服液壓振動臺進行動力離心模擬試驗^[4] , 研究評價不同密實度的堤壩在不同振幅和振動頻率下的地震反應, 并觀察土體的變形和液化特性。1989 年 10 月 17 日在美G Santa Cruz 山區發生了里氏 711 級的地震, 離震中不遠的 O. Neill Forebay 土石壩事先在壩趾和壩頂埋設安裝加速度傳感器, 記錄到了大壩的動力反應, 該壩高 1813m, 底寬12210m, 壩頂寬 1017m。壩頂的**大水平加速度達到015g。現場觀測數據為驗證離心模型試驗提供了條件, Law 等人^{[ 5]} 采用科羅拉多大學 400g_t 離心機對4 個不同尺寸的模型土石壩進行了動力離心模型試驗, 通過模擬模型的方法得到更為可信的試驗數據, 這些試驗數據與原型觀測結果進行了比較, 證明模型試驗結果與原型觀測結果十分接近。采用動力離心模型試驗可以較為精確地模擬原型地震情況。
 
英G劍橋大學在離心機中采用波軌顛簸道路( Bumping road) 的方法產生正弦振動, 研究邊坡在滲流條件下的地震穩定性^[6] 。Steedman 和 Zeng 還研究了地震對懸臂梁式擋土墻的影響^{[ 7]} , 分析表明懸臂梁擋墻的地震反應很大程度上取決于土和擋墻系統的剛度, 柔性懸臂梁擋墻的自振頻率與地震主頻比較接近, 通過動力離心模型試驗證明通常采用的擬靜力分析方法計算結果會大大低估地震的影響。
 
近年來日本在土工離心機及振動設備的制造和研究*域更為活躍, 先后建造了大林組株式會社土工離心機( 700g_t) 、土木研究所離心機( PWRI, 600g_t) 和竹中技術研究所( 400~ 500g_t) 。Suzuki 等人曾采用離心機振動臺研究抗液化地基的動力反應^{[ 8]} , 對于松散的砂土地基, 現場采用深層水泥攪拌的方法按網格狀進行固化, 模型試驗研究證明, 在振動方向上網格的尺寸大小對地基抗液化能力影響較大, 試驗也表明降低地下水位可以增加地基的抗液化能力。日本 Nagase 等人還研究了傾斜地面由于地震液化引起的**變形^{[ 9]} , 觀測到液化土層的厚度和地面**變形之間在對數坐標中呈線性關系。日本東京大學防災研究院曾采用中型離心機及振動臺研究剪切波在干砂土地層中的傳播^[10] 。由于日本的離心機振動臺較多, 近年來的抗震研究項目范圍更為廣泛。
 
香港科技大學于 2001 年投入使用一臺水平雙向離心機振動臺, 實驗室同時配備有兩個用于動力模型試驗的模型箱。利用該離心機振動臺曾經對風化花崗巖松散填土邊坡在地震情況下的變形和穩定進行了試驗研究^{[ 11]} , 試驗中可以模擬不同振幅的地震, 觀測不同邊坡高度或坡度條件下的震動變形、孔隙水壓力變化以及振動加速度變化等。利用該雙向振動臺, 還作了砂土地震液化試驗, 進行了驗證砂土的本構關系模型等方面的研究工作。
 
我G南京水利科學研究院于2002 年建成一個小型離心機振動臺^{[ 12]} , 利用該振動臺完成了新疆吉林臺水電站面板堆石壩的震動變形與穩定研究。清華大學于 2003 年在其50g_t 小型離心機上研制安裝一臺電液壓振動臺, 目前已完成調試工作。同濟大學也正在該校新建的 150g_t 離心機上安裝一臺振動臺設備。
 
2 離心機振動臺主要類型及特點
 
 
在離心機高速運轉過程中產生振動, 需要足夠的動力和激振設備。如果模型比尺 N = 100, 為模擬原型, 離心機加速度須達到100g( g 為重力加速度) , 400kg 的模型負載將會相當于原型 40t 的重力, 同時根據模型相似率的要求, 振動臺輸入的震動頻率為原型地震頻率的 100, 震動歷時為原型的 1P100, 振動加速度為原型的 100 倍, 可見振動臺的技術難度和運行要求非常高。為達到以上目的, 世界各土工離心機試驗室研制了各種離心機震動系統。
 
由劍橋大學的Morries 等人研制了彈簧驅動系統^{[ 13]} , 利用板簧作振源, 由液壓裝置觸發振動, 在模型箱的另一側有一個反力板簧用于調整振動頻率。該設備曾用于劍橋大學的離心機, 系統頻率為 61Hz, **大加速度為 a= 20g, 對應振幅為 113mm。其特點是結構簡單、造價低、重量輕, 但只能輸出正弦波, 振動頻率取決于彈簧剛度和模型的質量, 出力小、振動頻率較低、頻率可調范圍窄, 難以滿足特定的震動要求。這一裝置實際上也可以考慮通過增加阻尼系統調整振動次數, 也可以增加爆炸系統以增加高頻的成分。
 
法G Zelikson 則采用爆炸系統^{[ 14]} , 在模型箱前安置藥室, 藥室與模型箱通過有過濾作用的波反射箱連接, 當藥室發生一系列微差爆炸時, 壓縮空氣就會推動活塞運動, 合成類似地震的地震輸入, 振動時間由一套類似汽車減震器的阻尼系統來控制。其優點是系統造價低, 由于附加荷載小, 爆炸能量大, 可以激振較大的模型, 振動也可以采用數字化控制, 得到的振動頻率較高, 從而有利于模擬地震波。其缺點是很難精確控制振幅, 合成的波形與要求的振動波形常常相差較大, 需要特制的點火裝置, 每次試驗需要更換藥量。
 
用波軌顛簸道路( Bumping road) 模擬地震波的概念由 Schofield 于1981 年提出^{[ 15]} , 又由 Kutter 等人在
 
劍橋大學的離心機上裝配了該系統^{[ 16]} , 并用這一系統研究軟土堤壩的動力反應。波形軌道安裝在離心機主機室的側壁, 占整個側壁的1P3, 轉臂上的裝置可以將沿波軌道路運行產生的振動轉換為切向方向,從而模擬正弦波振動。使用這種裝置可以在離心機加速度 100g 條件下, 產生頻率 120Hz、加速度 20g 的振動, Lee 和 Schofield 對這一系統作了更詳細的介紹^[17] 。其缺點是波形噪音大, 振動頻率取決于離心機轉速, 改變波形必須更換軌道, 缺乏靈活性。
 
利用壓電陶瓷極化后, 其應變大小與電場電壓成正比的原理, 可以制造出壓電式振動臺, 這一概念**早由美G宇航局( NASA) 的 Giovannetti 和 Bakke 提出, 此后由 Arulanandan 等于 1982 年在加州大學
 
Davis 分校的小離心機( Schaevitz) 上研制了該系統^{[ 18]} 。其優點是體積較小, 容易采用數字化準確控制振動頻率, 造價低, 結構相對比較簡單。缺點是模擬振幅越高, 需要的電壓也越高, 耗電量較大, 另外難以產生較低頻率的振動。
 
日本 Fujii 于 1991 年介紹了用感應繞阻產生磁場, 從而使模型振動的電磁激振方法^{[ 19]} 。該方法可以直接采用數字信號控制振動, 能產生較大的激振力, 振動頻率范圍一般為 50~ 300Hz, 缺點是大功率的電磁作動器重量和體積都較大, 受離心機有效負載的限制較大。日本清水公司的離心機振動臺采用同樣的系統^{[ 20]} , **大振動加速度為 10g , 振動頻率 50~ 300Hz。
 
另外還有一些采用其它激振技術的振動臺系統, 但G際上眾多的離心機振動臺及其測試結果表明,采用電液伺服振動系統是目前**理想的振動試驗系統, 其優點是可以模擬各種振幅及振動頻率的振動波形, 具有較大的靈活性, 能夠很好地滿足動力離心模型試驗的要求。該系統一般由信號輸出及反饋、伺服放大、油站、儲油器、作動器及滑臺等部分組成。系統的關鍵部位是其高壓儲油器在瞬間釋放油壓,驅動作動器完成預設的輸入地震波。該系統的缺點是造價高, 結構復雜, 需要較高的制造技術和維修維護技術。目前, 美G和日本是擁有離心機電液振動臺**多的G家。表 1 給出美G、日本和中G部分土工離心機配備的電液振動系統的主要參數。
 

	表 1	部分電液振動系統參數
單位	動力模型試驗離	**大振動	**大振動	**大	備注
	心機運轉加速度@ g	加速度@ g	頻率PHz	負載Pkg
美G Davis 加州大學	53	15	200	2700
美G Rensselar 理工學院	100	30	350	400	2_D水平
美G Rensselar 理工學院	100	30	500	400
美G Rensselar 理工學院	50	120	500	35
美G加州理工學院	75	30	1000	40
美G科羅拉多大學	87	48	500	50
日本大林組技術研究所	50	18	200	3000
日本清水公司	50	10	350	300
日本大成公司	50	20	300	180
日本東京工業大學	50	20	100	90
日本東京工業大學	50	20P10	200	70	2_D水平+ 垂直
日本土木研究所	100	40	400	> 300
日本港灣研究所	60	10~ 50	300	92
日本東京大學防災研究院	50	80		< 120
香港科技大學	75	15	350	300	2_D水平
南京水電科學研究院	100	20	100	200
清華大學	50	20	250	100
中G水利水電科學研究院	120	30P20	400	400	建設階段 2_D水平+ 垂直

 
 
3 中G水利水電科學研究院正在建設的大型離心機振動臺及其技術參數
 
中G水利水電科學研究院于 1991 年建成的大型土工離心模擬試驗機 LXJ_4_450^[21] , 其有效負載為 450g_t, 有效轉動半徑 5103m, **大設計加速度 300g , 有效模型負載 115t, 試驗吊籃尺寸長 @ 寬 @ 高= 115m @ 110m @ 115m, 有足夠的空間和負載能力加裝大型液壓振動模擬設備。一般來說, 模型越大, 離心加速度越高, 對振動臺及離心機性能的要求也就越高。為了取得可靠的地震模擬試驗結果, 振動臺需要滿足以下要求: 可以模擬輸入各類任意振動波型; 在垂直和水平方向振動, 在其它方向的震動干擾應降****小; 可以在離心機運轉過程中連續起振; 振動波形應具有可重復性; 地面上輸入及輸出**大振動誤差應小于 6%, 在離心機運轉時, 振幅誤差應小于 10%; 便于模型安裝及靜、動力模型吊籃的更換; 設備應考慮模型箱、傳感器及數采系統安裝的需要; 設備應耐久可靠, 便于維護。
 
綜合考慮G外先進的離心機振動臺設計制造水平, LXJ_4_450 大型土工離心機的有效負載容量, 以及實際工程研究的需要, 提出了在 LXJ_4_450 離心機上建設一臺水平+ 垂直雙向振動臺, 其技術參數如表2 所示。
 

表 2	中G水利水電科學研究院離心機動力設備參數
項目	技術參數		項目	技術參數
動力試驗離心機運轉加速度@ g	120		振動波形	正弦波, 任意地震波
水平/ 垂直**大振動加速度@ g	30/20		振動臺面尺寸/ mm2	1 000 @ 700
**大振動頻率/ Hz	400		振動臺外形尺寸 L @  W @ HPmm3	1 500 @ 800@ 400
**大振動歷時/ s	3		**大振幅/ mm	10
**大振動負載/ kg	400		振動臺總質量/ kg	< 800
振動方向	水平+ 垂直		數采通道	64

 
注: 控制精度為加速度波形失真度小于10% 、橫向加速度/ 水平加速度小于 10% 。
 
該振動臺設備基本可以滿足多數土工抗震試驗的要求, 但對于 100m 以上高壩的抗震問題, 由于模型箱體積和振動臺有效負載能力的限制, 仍需要通過模型試驗和數值仿真模擬相結合的方法進行研究。
 
圖1 給出 LXJ_4_450 大型土工離心機振動臺系統初步設計布置方案( 美G ANCO 公司建議方案) 。振動臺系統部分主要包括臺體、電液激振系統、動力源( 油泵站和蓄能器) 和電控系統。
振動臺臺體由底座、臺面及其支承機構等組成, 其臺面是支承負載( 模型箱) 的平臺, 它由支承機構支承在底座上, 不僅可以在高離心加速度場中支承模型箱( 含土體) 的巨大荷載而不變形, 而且能相對于底座產生可以控制的水平或垂直振動, 這一結構依靠幾組特殊設計的彈性鋼片和橡膠互層來實現。
 
電液激振系統由電液伺服閥和布置在不同方向的幾組作動器組成, 它是振動臺的核心, 作動器與振動臺是一個整體, 水平方向采用高強填縫材料固定。
 
離心機振動臺的動力油源系統, 由外配油源、伺服控制系統和蓄能器組成。
 
振動臺的振動控制系統, 主要由計算機、控制柜、集流環和分別安裝在作動器和振動臺上的電液伺服閥、位移傳感器和加速度傳感器等組成, 采用位移、速度和加速度三參數閉環控制方式。伺服閥根據計算機發出的振動信號和振動臺上的位移和加速度傳感器的信號反饋, 調整振動狀態, 從而產生規則波或任意波的振動。位于主控室的數字信號控制器可以通過調頻遙感技術相互聯系。
 
蓄能器和一個小油泵放置在轉臂上, 這樣方便油泵循環, 可以不用停機而連續激發地震。該方法的另一優點是不需要液壓環, 從而降低了總體造價并有利于后期維護。該振動臺布置在重新設計的配重吊蘭一邊, 不需要頻繁拆卸, 在做靜力試驗的時候, 可以采用特殊的固定塊將振動臺固定。目前該大型離心機振動臺正在籌建, 預計在2007 年初可投入使用。
 
4 動力離心模型試驗附屬設備及試驗技術
 
411 模型設計與模型箱 離心機振動臺模型試驗shou先需要根據試驗研究的目的和要求, 選擇適合的用于單向或雙向振動試驗的模型箱, 然后與靜力離心模型試驗一樣需要綜合考慮離心機的容量、原型的尺寸、模型箱尺寸和觀測儀器的布置等, 合理確定模型比尺。為了能夠模擬在地震方向無限延伸的地層,必須盡量減少模型箱邊界的影響。Schofield 和 Zeng 曾經總結了理想的模型箱應該具備的條件^{[ 22]} :
 
( 1) 振動過程中, 不影響剪切波或剪切應力的傳遞, 盡量使水平剪切剛度為零, 對土的變形無影響; ( 2) 振動過程中模型箱水平斷面尺寸應保持不變; ( 3) 模型箱側壁應具有足夠的剛度;
 
( 4) 盡量減少模型箱壁的質量, 以減少邊界處側向動土壓力。
 
為了避免模型箱側壁的反射作用, 解決的方法除了盡量采用自由邊界以外, 便是將模型箱沿振方向的側壁設計成柔性, 如Rensselear 理工學院、香港科技大學采用的層狀柔性模型箱。模型箱的內部尺寸考慮了大部分模型試驗的需要、振動臺的負載能力以及方便傳感器安裝等因素。模型箱除了各種柔性設計以外, 還包括用于模型飽和的密封設備、臨時支架、與振動臺固定的底板等, 同時還要考慮模型制作和模型吊裝的方便問題。在滿足各方面功能要求之后, 還應該綜合考慮模型箱與振動臺的共同作用下對振動波形的影響。
 模型箱在振動情況下可以適應土體在振動方向的剪切變形**為重要。為了減少側壁為固定式的模型箱所引起的邊界效應, 目前用于動力模型試驗模型箱有側壁吸波、層狀、疊環及鉸接式四種。側壁吸波材料多采用油灰, 硅橡膠等涂于剛性模型箱的側壁, 以吸收應力波的反射和折射。Van Laak 等人設計采用層狀的側壁結構, 每一薄層之間采用滾球或滾棒搭接^{[ 23]} 。香港科技大學采用的層狀模型箱可用于水平多方向震動的試驗。劍橋大學設計了一個等效剪切梁式模型箱^{[ 22]} , 為矩形框架的疊環結構, 采用橡膠和鋁板互層, 旨在使模型箱的動剛度與多數原狀土的動剛度平均值相同。美G加州大學 Davis 離心機動力模型試驗模型箱^[24] 設計采用了側壁鉸接式的模型箱, 每一層矩形空心鋁環之間有一層橡膠,這層柔性橡膠使得模型箱可以和土體一起變形。
 
412 模型制作與觀測儀器 在動力離心模型試驗中, 根據模型律的要求, 振動時間比尺是原型的 1PN ( 離心機加速度= Ng) , 而水在土體中的滲流時間比尺為原型的 1PN ² , 二者之間存在時間比尺不相似的矛盾, 因此需要通過減小顆粒粒徑或增大液體黏滯性的方法使相似關系得到滿足。由于減少顆粒粒徑容易改變土的基本性質, 尤其不適合細粒土, 實際試驗中多采用增大液體黏滯性的方法。
 
初期研究人員多采用硅油作為孔隙液體摻加到土里, 并通過三軸試驗和滲流試驗驗證了摻加硅油不會明顯影響土的力學性質^{[ 25]} , 但使用硅油的**大缺點是增加的黏滯性有限, 使用后設備難以清理, 造成污染。另外有些學者采用羥基甲基纖維素與蒸餾水拌和來提高液體的黏滯性^{[ 26]} , 經過各種物理力學試驗和動力離心模型試驗比較, 證明其完全可以用在動力離心模型試驗中。作者采用鈉羧基甲基纖維素( SCMC) , 其可以用更小的摻量達到液體黏滯性要求^{[ 27]} , 此材料為白色粉末狀, 無毒無味, 原用于制造藥品和食品, 僅需在蒸餾水中摻加約012% 的SCMC 粉末, 即可使水在常溫下的粘稠度增大約 50 倍。
 
離心機振動模型試驗采用的多為飽和模型, 由于模型的尺寸遠大于常規靜動三軸試件的尺寸, 其飽和技術變得較為復雜。試驗室需配備去離子水、黏度測量設備 CO2 瓶、液體拌和工具、真空泵等。由于
 
采用了黏滯性液體, 因此飽和需要的時間較長, Ting 和 Whitman 曾提出一種超低壓砂土飽和法^{[ 28]} , 可將壓力降**- 750mmHg 以下, 從而大大提高模型試件的飽和度。
 
模型中常用的觀測儀器有微型加速度傳感器、微型孔隙水壓力傳感器、差動式位移傳感器、激光位移傳感器以及近年來發展的各種光纖傳感器等。攝影攝像系統主要用于模型靜力試驗的過程, 在模型起振過程中幾乎無法使用; 位移類傳感器由于傳感器支架與模型箱在振動過程中會產生相對運動, 因此必須確保支架與滑臺同步振動, 激光位移傳感器并非為振動試驗設計, 應慎重使用或進行特殊的加固處理; 微型孔隙水壓力傳感器常可以有效地觀測到模型中超孔隙水壓力的消散過程, 但使用前必須對傳感器充分飽和; 加速度傳感器在埋設時必須保證傳感器的方向與振動方向一致, 雙向震動試驗則需要埋設雙向加速度傳感器, 或者將兩個單向加速度傳感器垂直固定在一起, 通常在模型箱底板外側沿 3 個垂直方向分別布置 3 個加速度傳感器, 以便真實記錄輸入的地震波信號; 各類傳感器均需要在使用前經過地面上嚴格率定, 在埋入模型之后, 離心機起動之前仔細檢查各量測通道, 確保各類傳感器能夠正常工作。 413 模型試驗及數據采集分析 由于模型與液體共存, 因此模型箱的吊裝更需要平穩, 減少振動; 固定模型箱后, 連接數采系統, 檢查數采通道; 啟動離心機及振動臺控制系統, 同時啟動數據采集系統, 達到設計加速度后, 等待模型中由于離心機升速引起的超孔壓全部消散; 振動過程中數據采集頻率通常為 2 500~ 3 000Hz, 也可以根據試驗要求采用更高的數采頻率, 在調整數采頻率之后, 迅速輸入預設的地震波使模型產生振動。多數模型試驗, 振動在不到 1s 的時間內完成, 因此大量的數據暫存在位于離心機轉軸附近的計算機中, 振動完成后可以通過滑環或無線傳輸系統將數據導入主控室的計算機中進行處理分析。隨著計算機及網絡技術的飛速發展, 多數離心機振動臺開始采用以上數據傳輸方式。
 
5 結語
 
 
一些發達G家的研究經驗表明, 土工離心機振動臺是研究土工抗震或振動問題的**先進有效的技術手段, 因此近 20 年來在這一*域的研究十分活躍。隨著機械制造技術、量測技術和數據采集技術的長足發展, 動力離心模型試驗設備的性能將會更好地滿足工程和研究需求。中G水利水電科學研究院目前籌建的大型水平+ 垂直雙向振動臺, 經大量論證, 其設計技術指標達**水平, 而且具有特色,該離心機振動臺的建設已引起G內外同行的關注, 并將在巖土工程動力模型試驗研究*域發揮重要作用。
 
中G地震活動頻度高、強度大、震源淺, 分布廣, 是一個震災嚴重的G家。許多在建或擬建工程, 包括水電站、尾礦壩工程, 調水工程建筑物等多位于高發地震區。采用動力離心模型試驗方法, 可以節省在具體工程中埋設大量地震觀測設備的費用, 可以及時取得試驗觀測數據以改進設計和計算方法, 可以更深刻地認識土工結構物振動的機理和震害造成的影響。