復(fù)雜地基條件下粘彈性人工邊界模型及其應(yīng)用.pdf

1、隨著大型水利工程、核電工程、高層建筑等工程建設(shè)的發(fā)展，其選址范圍已經(jīng)擴(kuò)大到復(fù)雜非巖性地基條件和高地震烈度區(qū)，考慮結(jié)構(gòu)-地基動(dòng)力相互作用對大型工程的抗震安全性的重要影響得到了工程界的認(rèn)可與重視，其中采用時(shí)域分析方法是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜地基條件下結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)進(jìn)行分析，在時(shí)域方法中選取粘彈性人工邊界進(jìn)行研究，在其基礎(chǔ)上發(fā)展復(fù)雜地基-結(jié)構(gòu)動(dòng)力模型及相應(yīng)的波動(dòng)輸入模式，并結(jié)合ANSYS有限元程序進(jìn)行分析以驗(yàn)證其工程適用性。主要的研究內(nèi)

2、容如下:
　　(1)在ANSYS軟件上實(shí)現(xiàn)了二維及三維粘彈性人工邊界程序，探討了主要參數(shù)取值對其計(jì)算精度的影響。針對中高頻地震波在剪切波速較小的地基中引起的地震響應(yīng)，對模型單元網(wǎng)格劃分及積分時(shí)間步長等求解參數(shù)設(shè)置的影響做了更加細(xì)致的數(shù)值分析，給出了相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置建議。
　　(2)以東北某核電取水構(gòu)造物地震響應(yīng)分析為工程背景，抽象出邊坡場地模型。數(shù)值算例表明，粘彈性人工邊界應(yīng)用于邊坡場地模型往往出現(xiàn)地基區(qū)域外邊界地震輸入荷載不

3、一致等問題，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的響應(yīng)發(fā)散或位移漂移，對計(jì)算結(jié)果合理性產(chǎn)生影響。依據(jù)動(dòng)力相互作用原理，關(guān)注于粘彈性人工邊界模型的外邊界地震輸入模式，構(gòu)建了基于虛擬對稱子結(jié)構(gòu)體系的地震輸入模式。最后以數(shù)值算例驗(yàn)證所提模型及波動(dòng)輸入模式的精度和數(shù)值穩(wěn)定性。
　　(3)為考慮成層地基條件下地震波傳播在材料分界面處發(fā)生透射和反射的現(xiàn)象，將地震波在材料分界面的反射和透射系數(shù)公式與粘彈性人工邊界結(jié)合，建立成層地基動(dòng)力相互作用模型及相應(yīng)的波動(dòng)輸入機(jī)制，