大型土工离心机TLJ－500模态分析与试验

李 锋，杜 强，王玉军，陈学前，冯加权

(中国工程物理研究院总体工程研究所，四川绵阳 621900)

1 研究背景

土工离心机是土力学研究中的重要设备，广泛应用在岩土力学教学和科研中。其重要作用主要体现在以下几个方面:检查工程设计方案的经济合理性与安全可靠性，增进对原型行为的理解和改进当前设计;对已建工程的可靠性进行重新检查;验证数值分析计算结果;重现土工原型的物理变化过程;有效地进行抗震研究［1］。

自1931年美国布基(Bucky)在哥伦比亚大学研制出世界上第一台土工离心机以来，土工离心机已得到很大的发展，特别是美、英、法等欧美国家以及日本等国，基本都已完成了离心机的研制和建设工作。国内长江科学院、河海大学、中国水利水电科学研究院、上海铁道学院、清华大学等逐步建立了自己的离心机并进行了大量的土工模型试验研究［2］。在振动－离心复合环境试验中，通常采用离心机振动台作为试验设备，即用离心机来实现高线加速度环境，同时在机臂上安装振动台实现振动环境。离心机振动台是在离心机的充分发展和大量应用的基础上发展起来的，目前英国、日本、美国、法国等已建造了各类离心机振动台进行土工抗震离心模型试验［3］。

由于离心机转速和振动台频率都在一定范围内变化，且离心机固有特性会随转速发生变化，离心机与安装其上的振动台有发生共振的可能，因此有必要对离心机的动态特性进行分析和试验。……