地震模拟振动台是一种普遍应用于地震荷载下结构物破坏机制、设备仪器检定、抗震设计理论和灾变防控技术等方面试验研究的重要物理模拟手段,探索和发展新型振动台设备及相关试验技术对提升我国科研技术能力和保障经济建设具有重要价值。电液式驱动是目前地震模拟振动台最广泛使用的激振型式,但电磁式振动台与之相比,具有响应频带宽、持时能力长、占地面积小、维护成本低等优点,对于解决土木工程领域高速发展态势下出现的各类高频振动形式、复杂荷载问题中更具研究价值和现实意义,是新一代振动台发展的重要方向。因此,电磁式振动台及相关试验技术的发展一直受到国内外学者的广泛关注和研究。本文以中国地震局工程力学研究所与美国ANCO公司联合研发的一台新型电磁式振动台和土动力试验制模与测试技术客观需求为背景,围绕电磁式振动台设计与性能评价方法、若干制模与测试技术展开了深入研究。本文主要完成工作包括:(1)综述了地震模拟振动台发展历史和研究现状;对比了不同激振形式优缺点;分析总结了目前土动力学试验技术研究内容和发展水平,在对现有试验技术充分调研基础上,指出了重点研究方向。(2)阐述了新式电磁式振动台操控系统、驱动系统和负载系统三部分结构组成与伺服电机-摇杆-连杆联合驱动的功能特点;给出了数据采集、模型箱、辅助测试等方面设计要点和功能特色。(3)利用等加速度扫频与功能曲线扫频两种测试方法,掌握和评价了电磁式振动台基本性能;分别在振动台额定工作频率范围和超限工作频率范围下,进行了多条输入地震波的筛选试验,给出了该振动台最优输入地震波。(4)自行设计与开发了一种砂雨法制样装置,采用标定试验法分析了砂雨法制样装置基本性能;评价了关键控制要素对相对密度的影响规律;给出了该砂雨法装置的正确使用方法和可靠性控制参数,该制样装置可控最小稳态相对密度干砂试样为50%,饱和砂试样为35%。(5)开展了干砂模型与饱和砂模型平行试验,分析了地震模拟试验中经常出现的加速度计偏移现象,建立了一种基于几何位姿性态的修正方法,与几种常用基于滤波的修正法进行了对比,验证了该方法的合理性和可靠性。研究了箱体边界效应规律,对模型箱边界效应进行了评价。