【摘 要】
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随着我国工程事业的不断发展,大批工程建设项目正逐渐向地下深部、深海和中西部地区延伸转移,土木工程结构和基础设施面临的地震威胁越来越大,许多长大型交通基础设施（铁路工程）会不可避免的穿越断层活跃带,跨断层安全问题日益突出。另一方面,面临新的跨断层难题,现有的结构抗震研究还来不及为高质量工程建设安全服务,研发专门的断层模拟试验科学装置,开展跨断层结构的试验研究是未来一段时间内土木工程的新兴领域和研究方
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随着我国工程事业的不断发展,大批工程建设项目正逐渐向地下深部、深海和中西部地区延伸转移,土木工程结构和基础设施面临的地震威胁越来越大,许多长大型交通基础设施（铁路工程）会不可避免的穿越断层活跃带,跨断层安全问题日益突出。另一方面,面临新的跨断层难题,现有的结构抗震研究还来不及为高质量工程建设安全服务,研发专门的断层模拟试验科学装置,开展跨断层结构的试验研究是未来一段时间内土木工程的新兴领域和研究方向。针对跨断层长大型土木工程结构和基础设施试验所需的设备空白难题,分析断层模拟试验装置的功能需求,设计断层模拟试验装置结构方案,研究装置的整体力学性能,确保其满足试验所需的功能需求,以期为断层模拟试验装置的研发、设计、建造和相关试验研究提供参考依据,主要研究内容包括:（1）主要根据铁路、隧道和桥梁等跨断层土木工程结构和基础设施的试验需求,从地震断层的活动方式出发,确立断层模拟试验装置的性能指标和设计参数。依据断层装置的设计参数和设计原则,确定各部件的设计尺寸,完成装置本体结构的设计。（2）根据断层装置的运行特点确定装置模型的静力荷载工况,利用ABAQUS有限元软件进行建模和计算,分析和校核断层装置在不同荷载工况下的应力分布和变形情况,将不同工况的模拟结果与自重工况的模拟结果进行对比,分析试件破坏力对装置力学性能的影响,确保断层装置使用的安全性和可靠性。（3）采用ABAQUS有限元软件对断层模拟试验装置的六种运动工况进行了动力学仿真,获得作动器在各个工况下驱动力的变化曲线,分析同向作动器之间驱动力的大小关系和变化趋势,找出单个作动器的最大驱动力,为装置驱动系统的设计提供参考。（4）结合静力荷载工况的模拟结果设计断层装置的导轨布置方案,利用ABAQUS有限元软件模拟装置的六种静力荷载工况和六种运动工况,提取滑轨在各个工况下的滑块负荷,分析校核滑块在各工况下的最大力矩负荷,计算滑轨的静态安全系数,确保滑轨无论是在静止还是运动状态下都能满足试验需求。
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