作者:陈姝君 来源: 发布时间:2018-7-3 11:42:43
陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室:
只有我最“摇摆”

 
西南交通大学犀浦校区东北角矗立着一幢白色大楼,给人以大气端庄、明快而又充满活力的感觉。
 
这就是西南交大刚刚通过验收的陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室(以下简称国工实)的一个重要组成部分——地震灾害防治技术研发平台,而它里面“藏着”目前国内试验能力最强、世界第二的大型高性能地震模拟振动台。
 
这一试验平台的建成是如此的来之不易,使得人们至今仍不能忘记其初创时期的艰难。
 
要建就建最好的
 
2008年5月12日是国人永远铭记的日子。14时28分04秒,大地剧烈摇晃,天昏地暗,地陷山崩,房屋倒塌,交通阻断,汶川大地震让8万余同胞永远离开了这个世界。
 
值此国人悲痛之际,西南交大人决定用自己的专业特长服务抗震救灾,同时致力于通过基础研究为四川及西南地区交通土建工程及城市建筑的抗震需求提供全面的技术保障。
 
为此,在四川省的支持下,2008年6月6日,抗震工程技术四川省重点实验室在西南交大揭牌成立。之后,西南交大先后组建了建工、规划、道路交通等5个灾后重建支援专家团队,依托抗震工程技术四川省重点实验室,充分发挥学校土木工程、交通运输工程、地质工程等学科优势,为四川省灾后重建提供了小鱼儿二站玄机资料理论和关键技术支撑。
 
彼时,从平台建设而言,实验室特别是土木工程学科的实验室硬件建设仍是软肋。在这一大背景下,2011年,西南交大开始着手陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室的申报工作。
 
2012年9月4日,西南交大欣喜获知,国工实获得国家发改委批准立项,由西南交大联合中铁二院工程集团有限责任公司、中国小鱼儿二站玄机资料院山地所、四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院以及成都市新筑路桥机械股份有限公司共同建设。建成后的国工实将包括三个研究平台:山地灾害防治技术研发平台、风致灾害防治技术研究平台以及地震灾害防治技术研发平台。
 
2013年可谓是国工实建设中的关键一年,主要工作均围绕建设好地震模拟综合试验系统而展开。这一年,西南交大土木工程学院专门组织团队,走访了中南大学、昆明理工大学、东南大学和新西兰地质与核研究所(GNS)、坎特伯雷大学等地震相关单位和院校进行调研及技术交流。之后,团队成员确定了振动台和拟动力加载系统的技术参数,并完成了初步设计、招标等工作。团队成员们一直认定:要做就要做一流的,即打造中国最大、最先进的双台阵地震模拟振动台。
 
2014年,国工实建设已初具规模,位于西南交大犀浦校区的抗震试验室主体框架基本完工。
 
2015年,国工实技术委员会正式成立。技术委员会设置有25名成员,由中国地震局工程力学研究所谢礼立院士出任主任,包括王梦恕、周福霖、王景全、秦顺全、郑晓静、龚晓南、杜彦良、崔鹏等在内的国内外专家担任委员。
 
紧随其后成立的顾问委员会也同样“星光闪耀”:由解放军理工大学钱七虎院士担任主任,成员包括郑皆连、梁文灏、何华武等院士以及凤懋润、沈大元、关宝树、万复光、强士中等校内外专家。他们都为国工实的建设提出了大量宝贵意见和建议。
 
同年,国工实土建工程建设基本完成。12月28日,国内台面最大、负载能力最强的地震模拟振动台主台主要设备运抵抗震试验中心。
 
2017年12月2日,经过了近两年的设计、施工、安装、调试后,8米×10米大型高性能地震模拟振动台终于通过验收。20多天后,西南交大建设的首个国家工程实验室——陆地交通地质灾害防治技术国家工程实验室通过验收。
 
摇摆振动台
 
抗震试验中心到底是什么样子的?国内试验能力最强大型高性能地震模拟振动台又是怎样摇摆的?
 
走进抗震试验中心,视野一下变得开阔,长112.5米、宽36米、净高22米的试验大厅大气十足。
 
首先映入眼帘的便是一个T字型基坑。基坑的左边便是地震模拟振动台的主台——8米×10米三向六自由度的地震模拟振动台。作为目前国内试验能力最强、世界第二的大型高性能地震模拟振动台,它的负载能力达到了160吨,可以让建筑、桥梁、隧道、岩土等结构物在较大比例尺下,实现震害再现。
 
利用振动台可以人工模拟各种条件下地震发生的情况以及各种工程结构震害再现的破坏形态,验证各种建(构)筑物的抗震性能。也就是说,无论上下、左右、前后、或轻或重的振动摇晃,这些结构物均能一一“体验”到。通过这样的试验,可以让研究者提前预知地震会带来何种损害,了解这些结构物的抗震性能并采取相应措施进行整治,并在实际工程中予以应用,从而能够在地震灾害来临时减少生命财产损失。
 
据介绍,目前正在修建中的成兰高铁的桥墩就刚刚在这个试验台上完成了抗震试验。团队成员模拟了汶川地震震源地映秀当时的地震烈度,验证了桥墩设计的可靠性,并根据其破坏形态提出了改进建议,从而使桥梁设计更为安全、可靠、耐久、经济。
 
基坑右边是目前尚未安装完毕的振动台。该振动台是3米×6米三向六自由度可移动式地震模拟振动台,建成后将和现有主台构成地震模拟振动台台阵,可以完成大跨度结构的多点激励研究,如在主台和小振动台上分别放置桥墩,架设桥梁。启动信号输入后,两个试验台将同时启动,且震动烈度、震动方式相同,从而验证该结构物的抗震性能。同时,这个振动台也可以单独用于各类工程结构、工业装配的抗震性能试验研究。
 
这时可能会产生一个疑问:如果模拟高烈度地震的话,如何才能确保试验大楼不被震垮呢?团队成员申玉生副教授介绍,试验大楼在设计时就已经考虑到抗震减震的问题。在振动台模拟强震时,大楼可能会产生一点震动,但其安全性完全不用担心。
 
比如,试验大厅的T型坑道周围都设有隔震沟,而试验大楼采用了框架结构,墙是没有混凝土和砖块填充的,梁和柱都采用了加粗的钢筋。换句话说,试验大楼的外立面其实是类似卷帘门构造的不锈钢“墙”,这就使得在模拟强震时,不会有砖块被震落,从而确保了建筑的可靠性。同时,试验大楼在降噪方面也进行了专门的设计。
 
国工实主任、西南交大土木工程学院院长蒲黔辉表示,在新的平台上,西南交大抗震工程技术研究必将步上一个新的台阶,面向国民经济建设一线,服务国家相关工程需求,创出交大人的新作为。■
 
(作者单位为西南交通大学)
 
《小鱼儿二站玄机资料新闻》 (小鱼儿二站玄机资料新闻2018年6月刊 实验室)
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