振动台试验用层状剪切型土箱的研制及测试

吴应雄，郑泽炜，窦慧，陈伟恩

(1.福州大学土木工程学院，福建 福州 350108；2.江苏扬州合力橡胶制品有限公司，江苏扬州 225003；3.福建省建筑设计研究院有限公司，福建 福州 350000)

在土-结构相互作用(SSI效应)的振动台试验中，由于振动台尺寸及其承载能力等条件制约，土箱(盛土容器)的尺寸受到限制，无法模拟真实地基土的条件。土箱侧边界约束了土体的变形，并对地震波在土体中的传递产生反射和散射作用，对动力试验的结果容易产生较大误差，这种误差影响称为土箱边界效应[1]。

为有效减小土箱的边界效应，真实地反映土体的剪切变形[2]，国内外研究人员发明了一系列不同形式的土箱来进行试验。土箱的应用发展主要有刚性土箱、柔性土箱和层状剪切型土箱3种形式。刚性土箱在早期的振动台模型试验中应用广泛，Mizuno等[1]、杨林德等[3]开展对刚性土箱的研究，并对其进行动力试验，指出其工作原理是在土箱内部侧壁填充柔性材料来减小边界的影响。陈国兴等[4]研制了刚性土箱，对考虑SSI效应的地铁隧道和地铁车站结构进行了振动台试验研究。张涛等[5]通过合理设置柔性材料的参数来减小刚性土箱的边界效应。由于刚性土箱的侧向刚度不易控制，目前已较少应用于振动台试验，随后发展而来的柔性土箱大多为圆形容器，边界采用包有纤维带或钢丝的橡胶膜制作而成以限制其产生过大的变形[6]。Meymand[7]、陈跃庆等[8]在桩-土-结构相互作用试验中使用了圆筒形柔性土箱，相比刚性土箱能较好地模拟土体的剪切变形，但模型土可发生多个方向的剪切变形，对边界条件的模拟较难控制。……