ZJU400土工离心机简介

发布时间:2018-01-06浏览次数:121

    工程建设、工业生产和地震等人和自然活动造成滑坡、泥石流、土体和地下水污染等大范围灾害,严重威胁人类安全。岩土体灾变空间尺度大、时间跨度长,人类几乎无法完整观测其过程。岩土体运动、孔隙流体与污染物迁移受重力场支配,常重力缩尺模型试验难以有效再现岩土体灾变过程。超重力离心机通过高速旋转,产生成百倍常重力加速度的离心加速度,在缩尺模型上营造超重力环境,实现“时空压缩",为再现岩土体重力及灾变过程提供了“革命性工具”。

    软弱土与环境土工教育部重点实验室(浙江大学)在“211工程”、“985工程”及国家自然科学基因仪器专项等资助下,历时10余年,建成了具有国际先进水平的ZJU-400超重力心离心模拟与实验基地,基地主要软硬件设施及能力如下:

    (1)设计并建成了超重力离心机ZJU-400,最大容量400g・t,最大离心加速度150g,有效旋转半径4.5m,实现了百米空间、百米时间尺度的岩土体灾变过程模拟;

    (2)设计并建成了离心机机载振动台,最大工作离心加速度100g,最大施振加速度40g,施振频率范围10~250Hz,最大负载500kg,实现了百米尺度场地震动的模拟;

    (3)发明和研制了超重力环境下三自由度耦合加载系统、高水头地层盾构开挖面失稳模拟装置、强降雨模拟装置等机载设备,实现了土工构筑物静动力荷载、环境荷载和施工过程的模拟;

    (4)发明和研制了超重力、高噪音环境下CPTu和T-bar测试系统、压电陶瓷弯曲元剪切波速测试装置、微型TDR、粒子图像测速(PIV)系统等机载测试设备,实现了岩土体灾变过程模拟的实时监测;

    (5)模拟和重现了地基和土工构筑物静动力灾变及时空演化、固体废弃物填埋场失稳滑坡和污染物在地下水土环境中迁移扩散等灾变过程,为岩土工程防灾减灾和环境保护领域研究提供了新的方法和手段,解决了岩土体灾害防控和城市固体废弃物填埋中若干关键技术难题。

    该实验基地已在国内外产生了良好的影响力,研究成果获2009年和2012年国家科技进步二等奖,获全国优秀博士学位论文1篇。2013年组织了国内首次岩土工程超重力离心模拟平行试验并承办了“第七届全国岩土物理模拟学术会议”,2014年受邀�加美国国家基金委组织的NEESE项目“地震液化离心机国际平行试验(LEAP)”,与美国UC Davis、英国剑桥大学、西澳大利亚大学等离心机实验室建立了良好合作关系。所建议的“1500g・t超重力离心模拟与实验装置”被列入《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》。