资料来源: 布莱克斯堡弗吉尼亚理工大学土木与环境工程系罗伯特. 里昂

现在很少有一整年没有发生重大地震事件在世界的某处肆虐。在某些情况下, 像印度尼西亚的2005的震后疼痛地震一样, 这一损失涉及了六个数字中的大片地理区域和伤亡人数。总的来说, 地震的数量和强度并没有增加, 但是, 建筑环境的脆弱性正在上升。随着地震活动区周围的无管制城市化, 如环太平洋 "火带", 低洼沿海地区的海平面上升, 以及能源生产/分配和数字/电信的日益集中网络关键节点在脆弱地区, 很明显, 抗震设计是未来社区恢复能力的关键。

在过去的50年里, 设计结构来抵御地震破坏的进展很大, 主要是通过1964的新泻地震后的日本工作, 以及1971圣费尔南多河谷地震后的美国。这项工作沿着三条平行轨道前进: (a) 旨在发展改进的施工技术以尽量减少损害和生命损失的实验工作;(b) 基于先进几何和非线性材料模型的分析研究;(c) 将 (a) 和 (b) 中的结果综合成设计代码规定, 以提高结构抵御意外负荷的能力。

在实验室环境中进行地震测试往往是困难和昂贵的。测试主要是使用以下三技术进行的:

1. 准静态测试(QST), 其中部分结构测试使用缓慢应用和等价预定的横向变形与理想化的边界条件。这项技术特别有助于评估结构细节对结构特定部分的韧性和变形能力的影响。
2. 伪动态测试(PSDT), 当载荷也缓慢地应用时, 通过求解运动方程作为测试进展, 并利用直接测试反馈 (主要是瞬时刚度) 来评估实际刚度, 从而考虑到动态效应结构的阻尼特性。
3. 震动表, 其中完整结构的尺度模型受输入运动使用液压驱动的基础或基础。震动表代表了一种更忠实的测试技术, 因为结构不是人为约束的, 输入是真实的地面运动, 而由此产生的力是真正的惯性, 正如人们在实际地震中预期的那样。然而, 电力需求是巨大的, 只有少数能够在几乎完全规模工作的震动表在世界各地存在。在全球范围内, 只有一个大型的震动台能够进行全面的结构测试, 这是在1985神户地震之后建立的日本电子防御设施的震动台。

在本实验中, 我们将利用一个小的震动台和模型结构来研究一些结构模型的动态行为特征。正是这些动态特性, 主要是固有的频率和阻尼, 以及结构细节和构造的质量, 使结构更容易受到地震的影响。