模型的动力试验

根据相似条件和量纲分析法，量纲相同的物理量的相似比相同，无量纲的物理量如应变ε、泊松比、内摩擦角的相似比为1，即模型和原型的相应物理量相等。根据量纲相同则相似比相同这一要求，在力学模型中，弹性模量、应力和强度的相似比都应相等，即CE=C=Cc。事实上，要选择一种相似材料，既要使其弹性模量满足选定的相似比，又要使其强度满足同样的相似比是很困难的，这就要根据所研究问题的需求来选择首先满足那个物理量的相似比。如研究的目的是模型破坏前的弹性阶段，则首先使弹性模量满足选定的相似比；如研究的目的是模型的破坏特性，则首先应使强度满足选定的相似比。本次试验的目的是研究改进的IMS体系在地震中用下的破坏过程，因此属于后一种。以下就来研究模型破坏时的模型相似比。 在研究破坏的相似模型时，应在满足强度相似的前提下，尽可能满足模型变形性质的相似。要使模型材料与原型材料的强度曲线完全相似是很难完全满足的，通常将强度曲线简化为直线。因此，为保证直线性强度曲线的相似，只要求材料的抗压强度和抗拉强度的相似比满足相似条件，或粘结力和内摩擦角的相似比满足相似条件。破坏问题涉及运动学，可根据牛顿第二定律F=Ma及量纲分析推导出与弹性力学平衡微分方程中推出的完全一致的相似比约束条件ClC=C,因此，研究模型破坏时的相似比制约关系与研究弹性变形时相同。由于量纲相同的物理量的相似比相等，故抗压强度相似比应等于抗拉强度相似比并等于应力相似比。本次试验的原型与模型采用了同一种材料，因此弹性模量、应力和强度的相似比应相等，即CE=C=Cc 。模型与原型的其它物理量的相似比见表2.1。