双出杆孔隙式粘滞阻尼器主要由粘滞介质以及活塞、导杆、液压缸等部件组成。其构造简单,密封性好,对结构的附加刚度不大,因而广泛应用于桥梁和高层建筑中。通过观察粉土液化后的流动现象、分析现有粘滞阻尼器的研究成果,本文设计了一种同时含粉土和硅油的孔隙式粘滞阻尼器。其主要特点为:粉土的加入增大了原纯油介质的粘度,不仅可提高阻尼器的阻尼力,而且使阻尼器具有速度型耗能为主和位移型耗能为辅的双重作用;另外,粉土与硅油共同作用在一定程度上减轻了传统纯硅油阻尼器的渗油问题。本文从阻尼器性能试验、阻尼器滞回曲线拟合、有限元仿真计算及结构整体地震响应分析等方面对含有油-粉土的双出杆孔隙式粘滞阻尼器进行了全面系统的研究。首先,在已有研究基础上,本文比较系统地阐述了粘滞阻尼器的类型和耗能机理;其次,本文在工业用液压缸的基础上加工改进,设计了活塞板上含有不同孔径阻尼孔的双出杆孔隙式阻尼器并在重庆大学大型振动台试验室进行了动力性能试验,分析了阻尼器的耗能模型及其特点;然后以试验结果为基础拟合其滞回曲线模型;继而,利用计算流体力学软件Fluent对阻尼器模型作进一步仿真模拟计算,研究影响油-粉土阻尼器耗能性能的因素及其影响规律;最后,分别建立有无粘滞阻尼器的整体结构模型,分析结构地震响应,研究阻尼器的耗能减震效果,检验其工程应用价值。通过研究,本文得到以下结论:(1)向硅油中添加粉土能够比较明显地增大阻尼器阻尼力,粉土与甲基硅油的混合物作粘滞介质具有较好的耗能性能。但是当粉土含量过多,则不利于粘滞介质流动,因此粉土的含量要适量。(2)粉土的加入使阻尼力同时包含与位移相关的滞回力和与速度相关的粘滞阻尼力,将原本耗能为速度相关的阻尼器变成小位移时位移相关为主、大位移时速度相关为主的混合耗能机制。(3)位移较大且不考虑捏缩效应时,由仿真模拟结果可以看出,粘滞阻尼器的耗能模型十分接近线性模型,阻尼力同速度之间近似为正比关系。同时模拟结果表明,活塞两侧的压差阻力远大于由小孔内流体和孔道间因摩擦产生的阻力。(4)时程分析结果显示:相对于未安装阻尼器的无控结构,有控结构的顶层位移时程、顶层最大位移等均有较明显的减小;由此说明含粉土的阻尼器对结构的减震作用比较明显。综上可知本文的几个重要创新点如下:(1)设计并验证了一种新型的粘滞阻尼器——将粉土引入传统粘滞阻尼器。试验研究表明,该阻尼器上综合了不同的耗能机理以达到混合消能的目标,体现了消能减震装置设计的新思路。(2)油-粉土的混合物相互作用极其复杂,要准确分析研究其动力特性存在相当大的难度。通过对复杂的土-油多相混合物进行简化,假定其为均质介质,利用计算流体力学(CFD)软件Fluent对阻尼器进行仿真计算,可获得比较好的模拟结果。(3)基于Rosenbrock积分方法用自编MATLAB程序对加设本课题阻尼器的结构进行时程分析,结果表明阻尼器消能作用明显、Rosenbrock积分方法计算速度准确且快。