上世纪40年代，地震模拟振动台首次被利用在土木结构上来模拟地震作用；60年代后开始广泛建设；从70年代开始，地震模拟振动台开始飞速发展。

早期建立的振动台运动形式简单，缺点是频率范围小，运动行程小，只能做小模型的弹性或非弹性破坏实验。此外,墨西哥、加拿大、法国、英国、伊朗、德国等国在70年代中期以后也逐步建造了地震模拟振动台。

我国地震模拟振动台建设开始于60年代。1960年中国地震局工程力学研究所建造的台面尺寸为1.2m×3.3m地震模拟振动台就是早期地震模拟振动台之一。20世纪70年代开始，振动台的研究工作获得了较快发展，已开始研制单向电液式伺服控制振动台。从国外引进量也大大减少，只有当试验要求较高时才引进国外生产的振动台。我国振动台的建设情况如表1所示。

“表1 国内典型振动台建设情况”

地震模拟振动台是如何工作的？

地震模拟振动台系统是一个复杂的装置，主要由振动台台面、液压驱动和动力系统、测试和分析系统、控制系统组成。

图：地震模拟振动台系统的工作原理示意图

振动台台面的无限制的运动形式是六自由度的运动形式，即平动的三个自由度运动形式：沿x向的横向运动(x向)、沿y向的纵向运动(y向)和沿z向的垂直运动(z向)；和旋转的三个自由度运动形式：绕x轴的转动(Roll)、绕y轴的转动(Pitch)以及绕z轴的转动(Yaw)。一般是由不同的作动器（水平作动器和垂直作动器）来控制其运动的六自由度振动，如下图所示。

工作原理图

振动台台面具有一定的厚度和刚度，截面形式可以是圆形和矩形，截面尺寸根据试验的需求来确定。为了使振动台很好的模拟地震底面运动，通常需要安装多个作动器来协调推动振动台运动。

推力是由振动台和试件的质量之和与振动加速度共同决定的。地震模拟振动台主要采用模拟控制反和数字计算机控制。模拟控制是将地震地面运动的位移反馈到作动器的驱动中，地震记录的数据主要是地震的加速度，此时，我们可以对加速度分别进行一次积分和两次积分来得到速度和位移，然后将它们输入到计算机，转化为按地震地面运动的形式驱动振动台运动的控制信号，从而实现地震地面运动的模拟。

带说一句，作为我国仅有的以防灾减灾高等教育为主的本科院校，防灾科技学院于2013年建成地震模拟振动台并投入使用。此模拟振动台可用来探讨各类结构地震破坏过程、检验新的抗震结构或抗震装置的有效性、发展更有效地结构分析方法等。可以培养在校学生的地震直观感知，模型结构设计、建造等综合能力。使学生更好地掌握结构地震破坏机理、结构正确抗震方法以及抗震新装置的效能评价方法。

结 语

模拟地震振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验，它是在试验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接方法，还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容。

北京市地震局（https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404410185757098026）