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内容提示: 来稿日 期: 2009-10-26基金项目 : 国家自 然科学基金 (90510017); 水利部公益专项 (200701004; 200901054); 国家科技支撑计划 (2008BAB29B03)作者简介: 何建涛 (1981-), 男 , 陕西蒲城人, 博士生, 主要从事结构抗震研究。 E-mail: hejt2004@163.com1研究背景进行结构-地基的相互作用分析时不可避免地会遇到无限地基如何模拟的问题。 静力分析时, 一般可以 截取较大范围的地基然后将其边界固定即可。 动力 分析时, 地震动能量要向 远域地基逸散,这就要求外传散射波在计算截取的有限范围地基边界处无反射。 早期的处理方法是采用远置边界,取人工边界到结构的距离 L≥ cT/2 (c 为...

文档格式:PDF | 页数:10 | 浏览次数:87 | 上传日期:2015-03-06 13:03:40 | 文档星级:
来稿日 期: 2009-10-26基金项目 : 国家自 然科学基金 (90510017); 水利部公益专项 (200701004; 200901054); 国家科技支撑计划 (2008BAB29B03)作者简介: 何建涛 (1981-), 男 , 陕西蒲城人, 博士生, 主要从事结构抗震研究。 E-mail: hejt2004@163.com1研究背景进行结构-地基的相互作用分析时不可避免地会遇到无限地基如何模拟的问题。 静力分析时, 一般可以 截取较大范围的地基然后将其边界固定即可。 动力 分析时, 地震动能量要向 远域地基逸散,这就要求外传散射波在计算截取的有限范围地基边界处无反射。 早期的处理方法是采用远置边界,取人工边界到结构的距离 L≥ cT/2 (c 为地基介质波速, T为地震作用持时), 则结构反应在 0≤ t≤ T时段内 不受人工边界影响。 但这样设置人工边界使得截取的地基范围过大, 另 外, 为了 避免求解波动问题时高频滤波带来过大的精度损失, 网格尺寸又不能太大, 从而导致巨大的计算量而使问题的求[1]。 所以一般截取有限范围的地基, 然后设置合理的无反射人工边界来模拟无限地基辐射解无法完成阻尼效应。 其中, 黏性边界、 透射边界、 黏弹性边界等局部人工边界由 于其时空解耦性和较好的适用性, 在实际工程中得到广泛的应用。黏性边界的基本思想是在人工边界上设置阻尼器, 以 吸收散射波能量, 物理概念明确, 原理简单, 易于理解, 已在许多大型商业软件中实现, 如 ABAQUS、 FLAC、 LS-DYNA、 ADINA 等, 但黏性边界具有低频失稳、 不能模拟远域地基弹性恢复性能等缺点。 透射边界的基本思想是模拟波在人工边界上穿过的过程, 以有限的区域模拟波向 无限域的外传过程, 通过多次透射可以 使得计算结果具有比较高的精度, 但是需要增加透射边界处理区域, 这就要求在有限元区域边界附近增加相当数量的节点和单元, 当工程结构造型较大时, 将极大地增加求解所需时间, 另 外, 透射边界还存在高频振荡失稳问题, 导致结果不可靠。黏弹性边界是在黏性边界的基础上再在人工边界上设置弹性元件, 克服了 黏性边界的低频失稳问题, 能够模拟远域地基的弹性恢复性能, 具有良好的低频和高频稳定性, 并且无需像透射边界那样增加大量的边界节点和单元。 用黏弹性边界模拟无限地基辐射阻尼效应, 进行结构-地基体系的地水利学报SHUILIXUEBAO2010年8 月第 41 卷第 8 期文章编号:0559-9350 (2010)08-0960-10黏弹性人工边界地震动输入方法及实现何建涛, 马 怀发, 张伯艳, 陈厚群(中国水利水电科学研究院 工程抗震研究中心, 北京100048)摘要: 本文对实现黏弹性边界的常用方法进行了总结, 对相应于黏弹性边界的地震动输入公式进行了详细推导,把自 由 场应力的求解也转化为自 由 场速度的求解, 简化了地震动输入公式, 并给出 了地震动输入的简化方法。 基于ABAQUS 软件, 进行算例分析并和理论解进行对比, 验证了各种黏弹性边界实现方式及本文地震动输入方法的合理性和正确性。 最后, 对大朝山 重力坝典型挡水坝段进行地震响应分析, 通过施加黏弹性边界并输入相应地震动, 评价了无限地基辐射阻尼的影响, 并与无质量地基模型的计算结果进行了比较。 结果表明, 考虑辐射阻尼效应后坝体地震响应明显降低, 故在实际工程抗震分析时对其影响应予以适当考虑。关键词: 辐射阻尼; 黏弹性边界; 地震动输入中图分类号: TV312文献标识码: A—— 960

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