Dome A地区望远镜基墩参数化设计方法的研究

The foundation design of the telescope is the important part in the design of the telescope, and also the prerequisite of the stability and high accuracy of the telescope. Because of the low temperature and the 3000m ice thickness, the normal treatment of the telescope foundation can not be used in Dome A. The special design of the foundation for the large telescope is urgently needed. The project is mainly focus on research of the Parametric Design method of the Telescope Foundation in Dome A. And the study is mainly included in 3 Parts:1) the ice strength analysis in 10m deep from the surface 2)the method of testing the ice load capacity in Dome A 3)the parametric design method of the telescope foundation in Dome A. If the project successes, the size, structure of the foundation can be quickly got after entering the total load of the telescope ,the tower , and the dome. It can also get the size of the Astronomical facility field and the excavation depth of the foundation in order to reduce the foundation design time and the construction time in Dome A

望远镜的基墩设计方案是大型望远镜设计方案的重要组成部分，也是决定望远镜能否进行稳定和高精度观测的重要先决条件。由于Dome A地区温度极低，冰层厚度达到3000m，一般的望远镜基墩处理方法无法应用，需要进行特别的设计和处理。本项目主要针对Dome A地区的望远镜的基墩的参数化设计方法进行了研究，其研究的内容主要包括1）Dome A地区冰面的0-10米深度范围的雪冰强度分析；2）获取检测Dome A地区冰面的地基承载力方法的研究；3）Dome A天文望远镜的基墩结构的参数化设计及分析方法的研究。本项目希望通过研究一种望远镜的基墩进行参数化设计的技术，使得未来通过输入相应的望远镜及塔架圆顶的总载重量就可以分析出基墩的大小、结构形式，进而分析出需要的天文场地的面积及地基挖掘深度等条件，减少今后Dome A地区大望远镜的基墩建造的设计时间及现场施工时间。

高分辨率的望远镜需要一个稳定的机械结构基础，基墩用于为望远镜提供稳定的承载安装平台，首先需要其有较高的承载能力。还要考虑它的弹性系数， 特别是引起结构振动的动态弹性系数，以此来保证望远镜塔架的刚度及固有频率，减小重力、风力对望远镜观测产生的影响。在南极地区由于冰层厚度达到3000m， 现有的科学技术无法做到望远镜基墩基础直接放置在Dome A岩石上，因此南极 Dome A 地区望远镜基墩设计处理的难度要远高于普通的地基望远镜。.本项目的目标是研究一种适合于 Dome A 使用的大型天文望远镜的基墩参数化设计技术。本项目的研究内容主要包括 .1） Dome A 地区冰面的 0-10m 深的雪冰强度分析 .2） 获取 Dome A 地区冰面的不同深度的地基承载力方法的研究.3） Dome A 天文望远镜的基墩结构的参数化设计方法及分析.本项目主要取得了以下的研究进展.1.估算了0-10m强度下的Dome A地区的雪冰强度大小，估算其强度在0.6-2.5Mpa.2.研发了两款测不同深度的地基承载力的仪器，该仪器可以对估算的雪冰强度进行校验。经过在亚布力雪场的实测，其测量值与估算值较为接近。.3.根据南极昆仑站KDUST望远镜的要求设计了一个望远镜基墩塔架并进行了参数化分析得出其最优解。该设计可以对未来南极昆仑站的塔架建设起参考作用。.本项目研发的两款仪器（冰雪粒径自动测试仪、冰雪地基承载力测试仪）还可以额外对2022年冬奥会的冰状雪赛道进行物理性质的测量。