一、背景

我国位于亚欧板块和太平洋板块、印度洋板块交界处，是世界上地震频发的国家，地震死亡人口占全球53%，居世界之首，例如1976年唐山地震导致了24万人死亡，2008年汶川地震有接近8万人遇难或失踪，这些大地震带来了巨大的财产损失和人员伤亡。地震是板块运动引起的地壳运动导致的，由于地球地壳的运动是一直存在的，地震的发生不可避免，虽然地震预报和地震预警等技术飞速发展，但是要实现地震预报非常准确还需要较长的时间。目前，我国100% 国土面积为地震区，70%人口处于7、8和9度中高烈度区，历次地震调查发现，房屋等工程结构倒塌或破坏是导致人员伤亡和经济损失的直接原因，因此避免或减少地震灾害的根本的办法是提高房屋建筑的抗震能力，使得房屋等建筑结构在地震中不倒或者不坏。

地震模拟振动台试验可以真实地输入各种形式的实际地震波,激励起振动台上工程结构的反应，从而很好地再现工程结构在地震过程中的响应，可直观的了解地震作用下的工程结构的破坏机理,是目前研究结构抗震性能最直接也是较准确的试验方法。地震模拟振动台试验因此被广泛应用于研究与评估大型工程结构的抗震性能、设备抗震性能，检验工程结构抗震措施等,同时在核电站工程结构、海洋工程结构、水工结构等领域的抗震性能评估也起着重大作用.

二、 建设过程

广州大学工程抗震研究中心于2008年开始规划建设大型地震模拟振动台台阵系统，总投资约1.2亿元（设备费，不含土建费），地震模拟振动台台阵系统于2021年底开始运行。广州大学工程抗震研究中心地震模拟振动台台阵系统建成后其负载能力、台面尺寸、运动行程等综合性能居世界领先水平，是国内极少数的具备研究近断层地震、多点多维地震作用下大比例（甚至全尺寸）建筑工程结构、大型桥梁工程结构、大型隧道等抗震性能试验与抗震性能评估的地震模拟振动台台阵系统。

三、系统组成及性能指标

广州大学工程抗震研究中心大型地震模拟振动台系统由一台8Mx10M地震模拟振动台和2台4Mx4M地震模拟振动台组成，均为三向六自由度地震模拟振动台，2台4Mx4M地震模拟振动台可在槽道中移动，三个地震模拟振动台可独立工作，分别进行地震模拟振动台试验，也可三个振动台协同工作，进行超长结构在一致地震激励下或多点多维地震激励下的振动台试验，整个振动台台阵系统长度接近60米，此外，两台4Mx4M地震模拟振动台可以通过2Mx4M过渡板连接成一个4Mx10M的振动台，承载能力为40吨。

图1振动台台阵系统布局

中心模拟振动台软硬件系统包括台面、作动器、液压动力源、蓄能器组、连接管路、数字控制系统和数据采集系统等部件组成。

台面尺寸及作动器：大台（固定台）台面尺寸8Mx10M，共计有16个作动器构成，其中4个竖向作动器，8个水平作动器，4个静态支撑作动器；小台台面尺寸4Mx4M（可移动台），共计8个作动器构成，水平和竖向作动器均为4个。

(a) 大台作动器布局                    (b) 小台作动器布局

 图2作动器布局

液压动力源：6台507型液压动力油源，其中5台油源每台提供700LPM流量，共计3500LPM。第六台油源用于冲压蓄能器组合提供三级伺服阀先导压力。

蓄能器组：整套为6组：每组12x160升，总共11520升；每个蓄能器组标定为345Bar压力（1920L），阶梯至210Bar(3000psi)正常工作压力。

控制系统: 8Mx10M和4Mx4M地震台分别带独立控制系统469D。

数据采集系统：共有384通道数据采集系统，可以用于应变采集，也可以用于电压采集。

表1 振动台性能参数

四、振动台台阵系统应用

振动台台阵系统的应用领域包括：

1、  各类建筑工程结构的抗震性能评估（原型或大比例模型地震模拟振动台试验）；

2、  各类设备或产品的抗震性能考核和评估；

3、  各类大型桥梁或隧道的抗震性能评估（一致地震激励或多点多维地震激励）；

4、  各类工程结构非结构构件（幕墙、大理石饰面、围护墙等）的抗震性能评估；

5、  各类核电站设施、设备、非结构构件的抗震性能评估；

6、  足尺或接近足尺的大型结构或非结构构件抗震性能评估的实时混合实验。