El Simulador Triaxial de Terremotos y Choques (TESS, por sus siglas en inglés) es [1] una "mesa vibratoria" experimental tridimensional que se utiliza para probar la capacidad de los sistemas e instalaciones para sobrevivir en condiciones realistas de choque y vibración inducidos por armas y movimiento del suelo por terremotos . TESS cumple una amplia variedad de funciones de prueba, incluidas las pruebas de supervivencia a los choques de equipos informáticos (que se muestran a continuación), pisos de computadoras y sistemas de aislamiento de choques en instalaciones militares; el estudio del comportamiento de modelos y componentes estructurales de edificios en entornos sísmicos con un enfoque en formas de aumentar la resistencia sísmica de estructuras de acero, hormigón armado y mampostería; someter sistemas electrónicos de tamaño real a entornos sísmicos y de transporte simulados; y determinar los efectos de las vibraciones a bordo en los sistemas navales.
El TESS está ubicado en Champaign, Illinois , y es operado por el Laboratorio de Investigación de Ingeniería de Construcción (CERL) del Centro de Investigación y Desarrollo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. (ERDC). El CERL es uno de los siete laboratorios del ERDC y el ERDC es parte del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. Como agencia aliada de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign , el CERL ha trabajado durante mucho tiempo en asociación con una de las instituciones de investigación e ingeniería más respetadas del país. Esta sinergia brinda a los clientes de TESS acceso a capacidades de investigación avanzadas complementarias y experiencia técnica multidisciplinaria.
En su modo biaxial, esta exclusiva instalación de prueba de vibración y choque de modo dual simula una amplia gama de vibraciones de choque transitorias típicas de aplicaciones militares que requieren grandes aceleraciones en un amplio rango de frecuencias con muestras de prueba moderadamente pesadas. En el modo triaxial, puede simular una variedad de entornos de vibración, incluidos terremotos y vibraciones aleatorias, así como búsquedas resonantes y de barrido de registros. En este modo, el TESS puede probar muestras más grandes en rangos de desplazamiento más grandes, más típicos de las vibraciones sísmicas. El TESS combina una gran capacidad de carga útil con un amplio rango de frecuencias, un alto rendimiento de aceleración , un amplio rango de desplazamiento y un control simultáneo e independiente de hasta tres ejes de vibración. El rendimiento biaxial se clasifica con una carga útil de 12,000 lb y el rendimiento triaxial con una carga útil de 120,000 lb. Las cargas útiles más grandes se pueden probar a niveles de aceleración más bajos, mientras que las cargas útiles más pequeñas se pueden probar hasta con el doble de las aceleraciones nominales.
El TESS ofrece la capacidad de probar equipos y modelos estructurales de distintos tamaños en entornos controlados y realistas de impactos, sismo y vibración que no se pueden producir de forma económica en pruebas de campo. Los sistemas analógicos y digitales integrados ofrecen la capacidad de medir y analizar grandes volúmenes de datos de respuesta de pruebas mediante una variedad de procedimientos de análisis de tiempo y frecuencia. El TESS puede controlar independientemente tres ejes simultáneamente. Esto proporciona una simulación más realista de entornos de vibración del mundo real sin tener que hacer suposiciones de ingeniería sobre el rendimiento de las pruebas en los ejes no excitados.
TESS se utiliza con mayor frecuencia en cuatro áreas de investigación:
CERL probó un modelo de estribo de puente de suelo reforzado con geosintéticos (GRS) de 250,000 libras para la Universidad de Wisconsin-Milwaukee, con fondos de la Administración Federal de Carreteras. Este es el modelo más grande jamás probado en el Simulador de terremotos y choques triaxiales (TESS) de CERL. La parte del modelo que se apoyaba en el TESS pesaba 205,000 libras, y esta gran masa creó desafíos únicos y problemas de control, como una inclinación excesiva al realizar pruebas longitudinales. El modelo se probó con éxito con movimientos sinusoidales y de barrido sinusoidal hasta niveles que causaron daños significativos. Se registraron casi 100 canales de datos de transductores de aceleración, desplazamiento, deformación y presión. Los investigadores de la Universidad de Wisconsin-Milwaukee utilizarán los datos para evaluar sus modelos analíticos y evaluar la capacidad de este sistema de estribo de puente GRS para la construcción en áreas de alta sismicidad. La Universidad de Wisconsin-Milwaukee espera obtener fondos para probar un segundo espécimen con movimientos laterales y verticales biaxiales del terremoto de El Centro de 1940.