振动台土–箱结构模型动力特性及反应的解析分析

在振动台模型试验中，模型箱的设计直接影响到结果的准确性和可靠性。指出了叠层剪切型模型箱存在的主要问题有模型箱的附加质量、层间的摩阻力以及最大位移的限制。基于剪切梁法建立了土柱与模型箱相互作用的简化模型，在土体剪切模量均匀分布和沿高度指数分布的情况下，分别推导了其动力特性与反应的解析解，进而讨论了模型箱尺寸、材料对土体动力特性的影响。结果表明：与纯土柱相比，模型箱附加质量使土–箱系统自振频率减小；模型箱尺寸越大，土–箱结构自振频率误差越小；在相同尺寸下，铝合金模型箱的自振频率误差明显小于钢质模型箱。在此基础上建立了模型箱尺寸和材料应满足的公式。该方法可为设计合理的模型箱提供一定的参考。