CN104977151A - 基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法，属水工结构工程与模型试验研究领域。本发明首先设计出二维模型坝体坝段的各部位几何尺寸及各个相关监测设备的布置方案；确定模型材料的主要物理力学参数；浇筑坝体模型，并根据设计好的布置方案来预埋各测试仪器；将水库的模拟装置水箱吊装至模型坝体上游侧；在水箱内远离模型坝体的一端放置一个库尾消能装置；模型坝体和模拟水库装置的水箱组装完毕之后；且各个试验测试仪器设备安装、连接完毕之后，开始模型坝体地震动力模拟试验。本发明理论简单、便于理解，施工工艺简单，能在实验室准确地测出地震时坝体上游表所承受的动水压力及上游库水对坝体动力响应所产生的影响。

Description

基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法

技术领域

本发明涉及基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法，属于水工结构工程与模型试验研究领域。

背景技术

地震作用下上游库水及坝体相互的动力作用对坝体自身的动力响应有着重要的影响。在振动台上进行坝体-库水耦合地震动力模型试验的难点在于方各方面：一是模型材料的选择；动力模型试验时，需根据试验要求、振动台的特性对坝体模型根据相似比尺对原型坝体进行缩小。再将原型坝体几何尺寸缩小的同时，其制作坝体模型的材料的力学特性，如强度、弹模，也需要按照相似理论被降低。第二个难点是坝体-库水动力耦合系统中上游库水的模拟。一般情况下上游库水作用采用在坝体上游面放置一个水箱模拟，但是模型材料及坝体模型与水箱的接触面很难保证不漏水。还有，如何用一个有限尺寸的水箱来模拟坝体上游无限域水库也是亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法，本试验的设计方法能够用于研究地震作用下上游库水对坝体动力响应的影响，并解决了试验过程中模型材料及坝体模型与水箱接触面的漏水问题，以及解决了用一个有限尺寸的水箱来模拟坝体上游无限域水库及坝体上游面动水压力测试的问题。

本发明基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法是这样实现的：所述基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法的具体步骤如下：

Step1、根据原型大坝水工设计图纸和振动台几何尺寸及承载能力，运用相似理论设计出二维模型坝体坝段的各部位几何尺寸及各个相关监测设备的布置方案，见图1；

Step2、根据相似比尺理论及步骤Step1中设计的原模型坝体几何比尺，确定模型材料所需要具备的密度、弹性模量及泊松比等主要物理力学参数，以此来确定仿真模型材料的配比和养护龄期；

Step3、利用预制好的模型坝体钢模具，在振动台上采用步骤Step2中确定的仿真模型材料浇筑步骤Step1中设计的坝体模型，并在浇筑模型坝体过程中根据步骤Step1中设计的各个相关监测设备的布置方案(如图1)来预埋各测试仪器；记录好模型浇筑完成时间，预算出养护龄期、拆模时间及振动试验时间，拆模后的动力试验坝体模型，如图2；

Step4、坝体模型初凝拆模后，将水库的模拟装置，采用水箱，吊装至模型坝体上游侧，靠坝体侧水箱的侧壁被取消后以模型坝体挡水时，要保证水箱内隔水塑料袋与模型坝体上游面紧密接触，以保证水箱内水体能够模拟出原型坝体上游库水的作用；

Step5、在水箱内远离模型坝体的一端放置一个模拟无限远水库库尾消能装置，如图1，用于避免地震动力试验时远离坝体一端的水箱壁产生水波回弹效应；

Step6、模型坝体和模拟水库装置的水箱组装完毕之后，对模型坝体上游迎水面的塑料薄膜穿孔，使布置于模型坝体上游表面的水压力传感器的测压膜片与水箱中的水体充分接触，以便测得不同试验工况下模型坝体不同部位的压力值，如图5；

Step7、各个试验测试仪器设备安装、连接完毕之后，开始模型坝体地震动力模拟试验，先进行空库振动试验，再向水箱中注满水，进行满库工况下的地震动力模型试验；测得模型坝体上游面动水压力、关键部位应变、沿坝体高程时程加速度及位移等关键数据。

所述步骤Step2中，采用由河砂、矿石粉、水及水泥制成的低弹模、低强度的模型材料来制作坝体模型，用于满足模型试验的相似比尺要求，在材料中添加铅粉配重用于满足模型密度比尺要求。

所述步骤Step4中，模型坝体与上游水库即水箱采用软件连接方式模拟，使得地震动力试验时使坝体-库水系统耦合起来，模拟出地震时上游库水对坝体的相互作用。

所述步骤Step5中，所述库尾消能装置是由木条做成框架，迎水面方向依次布置四层渔网，如图4所示，振动试验时箱内水体震荡产生的水波会被这四层效能网吸收，用于解决振动试验过程中水波在水箱远端挡板回弹效应，模拟了无限远库水效应。

所述Step6中，为使预埋在模型坝体上游表面的水压力传感器能够准确测得数据，则对附在坝体上游表面的塑料薄膜穿孔并用螺丝固定，加橡皮垫以防漏水，如图5所示。

所述步骤Step2中，根据原型与模型几何比尺确定模型材料的物理力学参数比尺方法如下：

线弹性条件下，根据弹性力学中的几何方程物体受荷变形时满足应变ε、位移u及物体尺寸l的关系为ε＝u/l，所以原型与模型的几何比尺要满足：

λ_u＝λ_ε/λ_l    (1)

因为应变ε为无量纲的，原型与模型要保证严格几何相似，那么就要使λ_ε＝1，可导出λ_u＝λ_l。

另由弹性力学物理方程σ＝Dε可知原型与模型材料的弹模E、泊松比μ、应变ε及应力σ的相似比尺应满足：

λ_μ＝1    (2)

λ_σ＝λ_ελ_E    (3)

结构受荷一般为面力p，集中力F，力矩M，由物体应力表示面力的边界条件关系：p_i＝σ_ijn(I,j＝1,2,3)，得出：

λ_σ＝λ_p    (4)

进而得出集中力及力矩的相似比尺：

${\mathrm{\λ}}_F={\mathrm{\λ}}_P{\mathrm{\λ}}_l^2={\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\σ}}{\mathrm{\λ}}_l^2,{\mathrm{\λ}}_M={\mathrm{\λ}}_F{\mathrm{\λ}}_l---\left(5\right)$

根据牛顿第二运动定律F＝am，得出原型与模型惯性力与弹性恢复力相似，即可得：

${\mathrm{\λ}}_F={\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}{\mathrm{\λ}}_l^3{\mathrm{\λ}}_a---\left(6\right)$

根据结构加速度与位移及时间的关系，可得出：

${\mathrm{\λ}}_a={\mathrm{\λ}}_u/{\mathrm{\λ}}_t^2---\left(7\right)$

根据式(1)、(3)、(5)、(6)及(7)可得出：

${\mathrm{\λ}}_t={\mathrm{\λ}}_l\·\sqrt{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}/{\mathrm{\λ}}_E}---\left(8\right)$

在模型的设计中要保证振动惯性力与重力的比例相同，则结构的加速度比尺与重力比尺相同：

${\mathrm{\λ}}_g={\mathrm{\λ}}_u/{\mathrm{\λ}}_t^2---\left(9\right)$

由于原型与模型位于同一个重力场内，所以λ_g＝1，再根据λ_ε＝1，则时间比尺为：

${\mathrm{\λ}}_t=\sqrt{{\mathrm{\λ}}_l}---\left(10\right)$

在试验中要同时满足弹性恢复力比尺(8)和重力相似比尺(10)，即弹性-重力相似要求：

λ_l＝λ_E/λ_ρ    (11)

因此，当原型与模型的几何比尺及密度比尺确定之后，其他物理关系比尺均可导出。

所述步骤Step5中，防止水波回弹效应的库尾消能装置是由木条做成框架，迎水面方向依次布置四层渔网，振动试验时箱内水体震荡产生的水波在水箱尾部会被这四层效能网吸收，如图4；

所述步骤Step6中，为使坝体上游表面水压力传感器测得动水压力值，需将水箱的隔水塑料薄膜在相应测点位置穿一个小洞，使水压力传感器测头由小洞穿出，垫上橡皮垫，再用螺丝拧紧，保证传感器测点边缘不漏水，又能测得数据。

模型坝体上游水箱的设计时，有三个特点：一是取消长矩形水箱与模型坝体上游面相接触一端的侧壁，以模型坝体上游面作为挡水侧壁，以便水箱内的水体与模型坝体上游面充分接触，形成坝体-库水耦合模拟系统；二是水箱内放置一个与其内部尺寸相一致的特制薄塑料袋，以保证水箱内充满水时不漏水，起到隔水作用，并且水箱可以用角钢作为框架，以薄木板做箱壁。这样的设计不但节省造价，还能减轻水箱自重，试验时易于搬运；三是为了模拟水库的无限水域和减少系统振动时模型坝体对面箱壁对水波的反射作用，本系统设计一个振动时能够吸收水波的消能装置放于水箱内离模型坝体的最远端，以消除水波撞击模型坝体对面箱壁产生的能量；

本发明的工作原理是：根据相似理论确定模型坝体尺寸及模型材料各个物理力学特性。采用在内部放置薄塑料袋的水箱模拟坝体上游水库，解决了试验时模型材料及模型坝体与水箱连接处漏水的问题，用模型坝体上游面取代水箱一端侧壁挡水，模拟上游库水对坝体的作用。在测量动水压力时，防水塑料薄膜在相应测点位置穿一个小洞，使传感器测头由小洞穿出，垫上橡皮垫，用螺丝拧紧，保证水压力传感器测点边缘不漏水，又能测得数据。为使水箱能够模拟无限域的库水效应，在水箱内远离模型坝体的一端放置一个由木条制成框架、垂直于迎水面方向依次布置四层渔网的消能装置，如图4。该消能装置，吸收动力试验时远离坝体一端的水箱挡板产生水波回弹效应所产生的能量。

本发明的有益效果是：本发明理论简单、便于理解，施工工艺简单，无需在模型坝体与水箱连接处采用专门防漏水装置，本发明能够在实验室准确地测出地震时坝体上游表所承受的动水压力及上游库水对坝体动力响应所产生的影响。采用内附薄塑料袋的木箱模拟坝体上游的水库，解决了模型材料及模型坝体与水箱连接处漏水的问题；采用简单的消能装置解决了试验时远离坝体一端的水箱挡板产生水波回弹效应问题，使有限尺寸的水箱模拟了无限域水库。

附图说明

图1为本发明中模型坝体尺寸及测试仪器布置图(单位：cm)；

图2为本发明中动力试验坝体模型；

图3为本发明中模拟无限远水库库尾消能装置示意图；

图4为本发明中库尾消能装置示意图；

图5为本发明中水压力传感器安装示意图；

图6为本发明中试验实例测得模型坝体上游面最大动水压力分布；

图7为本发明中库尾消能装置不含渔网的示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1-6所示，基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法，所述基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法的具体步骤如下：

Step1、根据原型大坝水工设计图纸和振动台几何尺寸及承载能力，运用相似理论设计出二维模型坝体坝段的各部位几何尺寸及各个相关监测设备的布置方案，见图1；

Step2、根据相似比尺理论及步骤Step1中设计的原模型坝体几何比尺，确定模型材料所需要具备的密度、弹性模量及泊松比等主要物理力学参数，以此来确定仿真模型材料的配比和养护龄期；

Step3、利用预制好的模型坝体钢模具，在振动台上采用步骤Step2中确定的仿真模型材料浇筑步骤Step1中设计的坝体模型，并在浇筑模型坝体过程中根据步骤Step1中设计的各个相关监测设备的布置方案(如图1)来预埋各测试仪器；记录好模型浇筑完成时间，预算出养护龄期、拆模时间及振动试验时间，拆模后的动力试验坝体模型，如图2；

Step4、坝体模型初凝拆模后，将水库的模拟装置，采用水箱，吊装至模型坝体上游侧，靠坝体侧水箱的侧壁被取消后以模型坝体挡水时，要保证水箱内隔水塑料袋与模型坝体上游面紧密接触，以保证水箱内水体能够模拟出原型坝体上游库水的作用；

Step5、在水箱内远离模型坝体的一端放置一个模拟无限远水库库尾消能装置，如图1，用于避免地震动力试验时远离坝体一端的水箱壁产生水波回弹效应；

Step6、模型坝体和模拟水库装置的水箱组装完毕之后，对模型坝体上游迎水面的塑料薄膜穿孔，使布置于模型坝体上游表面的水压力传感器的测压膜片与水箱中的水体充分接触，以便测得不同试验工况下模型坝体不同部位的压力值，如图5；

Step7、各个试验测试仪器设备安装、连接完毕之后，开始模型坝体地震动力模拟试验，先进行空库振动试验，再向水箱中注满水，进行满库工况下的地震动力模型试验；测得模型坝体上游面动水压力、关键部位应变、沿坝体高程时程加速度及位移等关键数据。

所述步骤Step2中，采用由河砂、矿石粉、水及水泥制成的低弹模、低强度的模型材料来制作坝体模型，用于满足模型试验的相似比尺要求，在材料中添加铅粉配重用于满足模型密度比尺要求。

所述步骤Step4中，模型坝体与上游水库即水箱采用软件连接方式模拟，使得地震动力试验时使坝体-库水系统耦合起来，模拟出地震时上游库水对坝体的相互作用。

所述步骤Step5中，所述库尾消能装置是由木条做成框架，迎水面方向依次布置四层渔网，如图4所示，振动试验时箱内水体震荡产生的水波会被这四层效能网吸收，用于解决振动试验过程中水波在水箱远端挡板回弹效应，模拟了无限远库水效应。

所述Step6中，为使预埋在模型坝体上游表面的水压力传感器能够准确测得数据，则对附在坝体上游表面的塑料薄膜穿孔并用螺丝固定，加橡皮垫以防漏水，如图5所示。

实施例2：如图1-6所示，基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法，所述基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法的具体步骤如下：

Step1、根据原型大坝水工设计图纸和振动台几何尺寸及承载能力，运用相似理论设计出二维模型坝体坝段的各部位几何尺寸及各个相关监测设备的布置方案，见图1；

Step2、根据相似比尺理论及步骤Step1中设计的原模型坝体几何比尺，确定模型材料所需要具备的密度、弹性模量及泊松比等主要物理力学参数，以此来确定仿真模型材料的配比和养护龄期；

Step3、利用预制好的模型坝体钢模具，在振动台上采用步骤Step2中确定的仿真模型材料浇筑步骤Step1中设计的坝体模型，并在浇筑模型坝体过程中根据步骤Step1中设计的各个相关监测设备的布置方案(如图1)来预埋各测试仪器；记录好模型浇筑完成时间，预算出养护龄期、拆模时间及振动试验时间，拆模后的动力试验坝体模型，如图2；

Step4、坝体模型初凝拆模后，将水库的模拟装置，采用水箱，吊装至模型坝体上游侧，靠坝体侧水箱的侧壁被取消后以模型坝体挡水时，要保证水箱内隔水塑料袋与模型坝体上游面紧密接触，以保证水箱内水体能够模拟出原型坝体上游库水的作用；

Step5、在水箱内远离模型坝体的一端放置一个模拟无限远水库库尾消能装置，如图1，用于避免地震动力试验时远离坝体一端的水箱壁产生水波回弹效应；

Step6、模型坝体和模拟水库装置的水箱组装完毕之后，对模型坝体上游迎水面的塑料薄膜穿孔，使布置于模型坝体上游表面的水压力传感器的测压膜片与水箱中的水体充分接触，以便测得不同试验工况下模型坝体不同部位的压力值，如图5；

Step7、各个试验测试仪器设备安装、连接完毕之后，开始模型坝体地震动力模拟试验，先进行空库振动试验，再向水箱中注满水，进行满库工况下的地震动力模型试验；测得模型坝体上游面动水压力、关键部位应变、沿坝体高程时程加速度及位移等关键数据。

所述步骤Step2中，采用由河砂、矿石粉、水及水泥制成的低弹模、低强度的模型材料来制作坝体模型，用于满足模型试验的相似比尺要求，在材料中添加铅粉配重用于满足模型密度比尺要求。

所述步骤Step4中，模型坝体与上游水库即水箱采用软件连接方式模拟，使得地震动力试验时使坝体-库水系统耦合起来，模拟出地震时上游库水对坝体的相互作用。

所述步骤Step5中，所述库尾消能装置是由木条做成框架，迎水面方向依次布置四层渔网，如图4所示，振动试验时箱内水体震荡产生的水波会被这四层效能网吸收，用于解决振动试验过程中水波在水箱远端挡板回弹效应，模拟了无限远库水效应。

所述Step6中，为使预埋在模型坝体上游表面的水压力传感器能够准确测得数据，则对附在坝体上游表面的塑料薄膜穿孔并用螺丝固定，加橡皮垫以防漏水，如图5所示。

所述步骤Step2中，根据原型与模型几何比尺确定模型材料的物理力学参数比尺方法如下：

线弹性条件下，根据弹性力学中的几何方程物体受荷变形时满足应变ε、位移u及物体尺寸l的关系为ε＝u/l，所以原型与模型的几何比尺要满足：

λ_u＝λ_ε/λ_l    (1)

因为应变ε为无量纲的，原型与模型要保证严格几何相似，那么就要使λ_ε＝1，可导出λ_u＝λ_l。

另由弹性力学物理方程σ＝Dε可知原、模型材料的弹模E、泊松比μ、应变ε及应力σ的相似比尺应满足：

λ_μ＝1    (2)

λ_σ＝λ_ελ_E    (3)

结构受荷一般为面力p，集中力F，力矩M，由物体应力表示面力的边界条件关系：p_i＝σ_ijn(I,j＝1,2,3)，得出：

λ_σ＝λ_p    (4)

进而得出集中力及力矩的相似比尺：

${\mathrm{\λ}}_F={\mathrm{\λ}}_P{\mathrm{\λ}}_l^2={\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\σ}}{\mathrm{\λ}}_l^2,{\mathrm{\λ}}_M={\mathrm{\λ}}_F{\mathrm{\λ}}_l---\left(5\right)$

根据牛顿第二运动定律F＝am，得出原型与模型惯性力与弹性恢复力相似，即可得：

${\mathrm{\λ}}_F={\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}{\mathrm{\λ}}_l^3{\mathrm{\λ}}_a---\left(6\right)$

根据结构加速度与位移及时间的关系，可得出：

${\mathrm{\λ}}_a={\mathrm{\λ}}_u/{\mathrm{\λ}}_t^2---\left(7\right)$

根据式(1)、(3)、(5)、(6)及(7)可得出：

${\mathrm{\λ}}_t={\mathrm{\λ}}_l\·\sqrt{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{\ρ}}/{\mathrm{\λ}}_E}---\left(8\right)$

在模型的设计中要保证振动惯性力与重力的比例相同，则结构的加速度比尺与重力比尺相同：

${\mathrm{\λ}}_g={\mathrm{\λ}}_u/{\mathrm{\λ}}_t^2---\left(9\right)$

由于原型与模型位于同一个重力场内，所以λ_g＝1，再根据λ_ε＝1，则时间比尺为：

${\mathrm{\λ}}_t=\sqrt{{\mathrm{\λ}}_l}---\left(10\right)$

在试验中要同时满足弹性恢复力比尺(8)和重力相似比尺(10)，即弹性-重力相似要求：

λ_l＝λ_E/λ_ρ    (11)

因此，当原型与模型的几何比尺及密度比尺确定之后，其他物理关系比尺均可导出。

所述步骤Step5中，防止水波回弹效应的库尾消能装置是由木条做成框架，迎水面方向依次布置四层渔网，振动试验时箱内水体震荡产生的水波在水箱尾部会被这四层效能网吸收，如图4；

所述步骤Step6中，为使坝体上游表面水压力传感器测得动水压力值，需将水箱的隔水塑料薄膜在相应测点位置穿一个小洞，使水压力传感器测头由小洞穿出，垫上橡皮垫，再用螺丝拧紧，保证传感器测点边缘不漏水，又能测得数据。

具体参数如下：

振动台上试验模型坝段各部位具体尺寸，如图1所示；水箱由角钢和槽钢做的骨架，镶上木板侧壁，特制薄塑料袋附在木板内壁上防止漏水，具体尺寸为7000mm(长)×800mm(宽)×2200mm(高)。

本实例为某最大坝高为203m的碾压混凝土重力坝，根据承载能力10t，尺寸为3×3m的三向振动台的特性，确定本实例试验原、模型的相似比尺为1：100。

本实例坝段模型材料由水、水泥、粗河砂、细河砂、矿石粉及外加剂等材料配置而成，物理力学特性与普通混凝土极为相似，其静弹性模量可控制在50～500MPa，密度约为2400kg/m³。试验时的各相似比尺按相似理论计算得出，参见表1。

表1各种参数的相似比尺

注：表中L，ρ分别表示结构几何长度和材料密度，下标p，m分别表示原型和模型。

各种监测传感器在坝体模型上游面的布置，如图1，为使动水压力结果更可靠，每一水头高度水平布置两个水压力传感器，图中显示同高度的两个传感器重合，共18个，测得动水压力为两个传感器测得的平均值。

振动台输入的激励是规范反应谱人工地震波，水平向峰值为0.2g，竖直向为水平向的2/3。为测得大坝的自振频率，分别在满库及空库条件下输入水平和竖直方向的白噪声。

试验结果：

本试验测得了试验坝段的自振频率、上游面动水压力以及坝体的动力响应。空库及满库下坝体顺河向自振频率的试验结果与两种计算结果见表2。由表2可见，空库时实测坝体的自振频率较满库时大21.8％，这是以一个203m高的重力坝进行振动台试验测出来的，是实测结果！说明库水对重力坝的自振频率的影响较为显著。试验测得的模型坝体沿坝高的动水压力分布，如图6。可以看出，坝弹性坝体地震过程中上半部分的震动相对位移较大，这扰动了坝前库水质点的张力状态，引起压力波使得动水压力最大值发生在坝体的中上部分。

表2试验与计算得模型的自振频率

工况	顺河向一阶频率/Hz	顺河向二阶频率/Hz
			试验空库	23.26	46.91
试验满库	18.12	40.12

上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法，其特征在于：所述基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法的具体步骤如下：

Step1、根据原型大坝水工设计图纸和振动台几何尺寸及承载能力，运用相似理论设计出二维模型坝体坝段的各部位几何尺寸及各个相关监测设备的布置方案；

Step2、根据相似比尺理论及步骤Step1中设计的原模型坝体几何比尺，确定模型材料所需要具备的密度、弹性模量及泊松比等主要物理力学参数，以此来确定仿真模型材料的配比和养护龄期；

Step3、利用预制好的模型坝体钢模具，在振动台上采用步骤Step2中确定的仿真模型材料浇筑步骤Step1中设计的坝体模型，并在浇筑模型坝体过程中根据步骤Step1中设计的各个相关监测设备的布置方案来预埋各测试仪器；记录好模型浇筑完成时间，预算出养护龄期、拆模时间及振动试验时间；

Step4、坝体模型初凝拆模后，将水库的模拟装置，采用水箱，吊装至模型坝体上游侧，靠坝体侧水箱的侧壁被取消后以模型坝体挡水时，要保证水箱内隔水塑料袋与模型坝体上游面紧密接触，以保证水箱内水体能够模拟出原型坝体上游库水的作用；

Step5、在水箱内远离模型坝体的一端放置一个模拟无限远水库库尾消能装置，用于避免地震动力试验时远离坝体一端的水箱壁产生水波回弹效应；

Step6、模型坝体和模拟水库装置的水箱组装完毕之后，对模型坝体上游迎水面的塑料薄膜穿孔，使布置于模型坝体上游表面的水压力传感器的测压膜片与水箱中的水体充分接触，以便测得不同试验工况下模型坝体不同部位的压力值；

Step7、各个试验测试仪器设备安装、连接完毕之后，开始模型坝体地震动力模拟试验，先进行空库振动试验，再向水箱中注满水，进行满库工况下的地震动力模型试验；测得模型坝体上游面动水压力、关键部位应变、沿坝体高程时程加速度及位移等关键数据。

2.根据权利要求1所述的基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法，其特征在于：所述步骤Step2中，采用由河砂、矿石粉、水及水泥制成的低弹模、低强度的模型材料来制作坝体模型，用于满足模型试验的相似比尺要求，在材料中添加铅粉配重用于满足模型密度比尺要求。

3.根据权利要求1所述的基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法，其特征在于：所述步骤Step4中，模型坝体与上游水库即水箱采用软件连接方式模拟，使得地震动力试验时使坝体-库水系统耦合起来，模拟出地震时上游库水对坝体的相互作用。

4.根据权利要求1所述的基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法，其特征在于：所述步骤Step5中，所述库尾消能装置是由木条做成框架，迎水面方向依次布置四层渔网，振动试验时箱内水体震荡产生的水波会被这四层效能网吸收，用于解决振动试验过程中水波在水箱远端挡板回弹效应，模拟了无限远库水效应。

5.根据权利要求1所述的基于振动台上的坝体-库水耦合动力模型试验的设计方法，其特征在于：所述Step6中，为使预埋在模型坝体上游表面的水压力传感器能够准确测得数据，则对附在坝体上游表面的塑料薄膜穿孔并用螺丝固定，加橡皮垫以防漏水。