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1.
通过对某工程场地采用不同的介质参数和不同的人工边界处理方法求得的地面运动的比较，指出，只有应用合理的计算模型才得到正确的计算结果，文章还对在均匀粘弹性半空间内任意划定刚性和滚轴人工边界造成的计算误差作了探讨。 相似文献
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大型河谷场地地震动特性研究 总被引：6，自引：0，他引：6
采用有限差分方法,通过算例研究了大型河谷场地地震动特性分析中的人工边界的选取方法,对比分析了不同人工边界的选取对数值模拟结果的影响,确定了散射场地震反应分析输入边界的地震动输入方法,认为在进行有限差分动力计算时,模型两侧施加自由场边界的模拟效果要优于两侧施加粘性边界的模拟效果;同时,对FLAC计算软件进行二次开发,对2个地形差异较大的河谷场地,采用线性和非线性摩尔-库仑模型进行了地震反应对比分析,研究了河谷场地地震动幅值和频谱特性随地形变化的规律。模拟数据表明,河谷场地谷底处地震动基本无放大作用,地势凸起处放大作用则较为明显;当考虑土体非线性时,随着地震动强度的增加,放大作用逐渐减小;谱分析结果表明,地势凸起处受高频地震动的影响显著,而地势平坦的谷底则受低频地震动的影响显著。 相似文献
3.
《地震工程与工程振动》2020,(3)
利用有限元数值模拟方法研究半无限空间中的动力响应问题时,人工边界的选取对于计算结果的可靠性与准确性有直接的影响。本文利用ABAQUS有限元软件计算土-结构地震响应,分析了选用不同人工边界对计算结果的影响。通过与远置边界自由场和土-结构模型的数值结果对比,讨论了底边界分别采用固定边界和黏性边界;侧边界分别采用固定边界、绑定边界、竖向约束边界和黏性边界时的计算误差。研究表明,利用ABAQUS软件计算土-结构动力相互作用影响时,黏性边界适合作为非刚性地基问题的底边界,固定边界适合作为刚性地基问题底边界。对于侧向边界当采用相对计算宽度较小模型时,固定边界和黏性边界无法再现自由场和土-结构响应;绑定边界和竖向约束边界可以模拟精确的自由场响应,并在动力土-结构作用分析中具有良好的性能。 相似文献
4.
三维不规则地形河谷场地地震响应分析方法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文提出了不规则地形地震响应分析的自由场计算方法,并以小湾拱坝场址作为三维场地模型,比较了三维不规则场地侧边界自由场的精确解和近似解;同时,采用大型有限元软件Ansys/Ls-Dyna计算了自由场对场地内部场点地震响应的影响.计算结果表明,三维场地模型的二维自由场近似解与精确解有很大差异,其结果对三维场地内部场点地震响应影响显著,因此,要准确求解三维不规则地形的地震响应必须采用真实的二维侧边界模型. 相似文献
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本文引用一致粘弹性边界的概念，推导了与一致粘弹性边界等效的粘弹性边界单元，得到了粘弹性边界单元的刚度矩阵和阻尼矩阵。通过对比粘弹性边界单元阻尼系数不同取值的计算精度，给出了阻尼系数推荐取值。在输入地震动时，采用一种基于局部人工边界的子结构输入方法，实现了和波动法相同的输入效果，并且避免了复杂的应力计算和荷载作用方向判断等问题，应用更加方便。采用自由场的算例，比较了人工边界和不同输入方式的组合在SV波垂直入射时的模拟精度。为了说明边界单元的变形对计算结果的影响，提出了使用底边界输入位移幅值umax和边界单元宽度b的比值ε=umax/b作为变形指标，调节边界单元边长尺寸。通过算例给出了ε的推荐取值。最后，选取合适的ε后建立一个圆形孔洞散射场地模型，对散射场地模型的模拟结果验证了粘弹性边界单元和子结构输入方式应用于散射场地时仍具有较高精度。 相似文献
6.
以我国近海海域工程场地为研究对象，充分考虑上覆海水的自重影响，构建典型的饱和海底自由场计算模型，运用动力有限差分法开展二维地震反应分析，探讨以不同幅值的SV波、P波作为基底输入条件下上覆海水厚度对海底地震动峰值和反应谱的影响，总结上覆有水和无水场地的地震动结果差异，并分析差异产生的原因。结果表明:当基底输入SV波时，上覆有水场地海床表面峰值加速度小于上覆无水场地地表峰值加速度，海水层厚度对峰值加速度的影响可以忽略；当基底输入P波时，上覆有水场地海床表面峰值加速度大于上覆无水场地地表峰值加速度，且随着海水层厚度的增大，海床表面峰值加速度逐渐减小。 相似文献
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用有限元方法对场地进行地震反应分析时需将半无限域的场地有限化。本文针对底部人工边界的设置，采用滞回阻尼假设，推导了同时包含辐射阻尼和材料阻尼的均质场地地表位移放大系数解析式，进而研究了材料阻尼和辐射阻尼的变化对放大系数的影响。有限元建模时相当于忽略了辐射阻尼，计算误差会随着所分析场地阻抗的增加而逐渐增大，在共振区附近，忽略任一种阻尼的影响，都将显著地高估地表动力反应；远离共振区，阻尼的影响会迅速衰退。本文提出了通过增加场地材料阻尼来弥补所忽略的辐射阻尼的思路，并给出了有限元建模时考虑辐射阻尼后新的材料阻尼的确定方法。 相似文献
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工程场地地震安全性评价中计算二维复杂场地地震反应分析时,如采用一维等效线性化分析模型会带来较大的误差,而直接采用二维的非线性模型在技术上还存在一定的困难和不合理性。目前工程中多采用对一维分析结果进行二维修正的思想给出设计地震动及反应谱。然而在建立二维分析模型时,由于勘测条件的限制使模型建立出现很多不确定性。基于以往提出的二维复杂工程场址设计地震动的修正分析思想,建立了几种可能且工程认可的二维复杂场地模型,主要研究不同分层特征模型及土层剪切波速这一物理参数不确定时对设计地震动的影响,进一步考虑不同场地类别下,不同二维分层模型及土体物理参数对地震动的影响。根据分析结果提出了不同类别场地下,方便且合理建立二维复杂场地地震动分析模型的方法,为实际工程中模型的建立及参数的选取提供一些参考。 相似文献
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10.
强震动观测是获取地震地面运动最基本的手段，但其观测质量会受到观测台站周边环境的影响。本文针对不同场地条件的观测台站和附近不同高度建筑物，开展建筑物对观测场地地震动影响的模拟分析，探讨其对强震动观测的影响规律。基于ABAQUS有限元分析软件以及粘弹性边界方法，建立了8个场地-建筑物体系计算模型，分别考虑了4种不同剪切波速的场地和4种不同层数的框架结构建筑物，计算分析了建筑物高度、观测点与建筑之间的距离对强震动观测及场地土波速变化的影响。结果表明:强震动台站附近地面建筑物的存在对观测结果将产生明显的影响，近距离建筑物影响的相对误差可高达20%以上；建筑物高度的变化并没有明显改变其影响程度和影响较大的地震动周期范围，但较高建筑物的影响程度会随距离增加衰减速度减慢；场地土越软，周边建筑物对观测带来的影响越大。建议:对于较软弱场地（土层平均剪切波速低至210m/s），强震动台站避让建筑物的距离应不小于40m，对于较坚硬场地（土层平均剪切波速大于250m/s），强震动台站避让建筑物的距离应不小于25m。同时还认为，如果强震动观测要求较高精度，需进一步增加避让距离，且应具体考虑建筑物高度等因素的影响。 相似文献
11.
本文对某特大跨上承式铁路钢管混凝土拱桥建立“V”型河谷场地有限元动力计算模型,结合时空解耦的时域动力有限元方法,研究“V”型河谷场地效应对其地震响应的影响,并考虑地震入射角、行波速度及地震动峰值等因素对场地效应的影响。结果表明:海拔高且坡度均匀的地形使地震波在反射过程中能量增大,海拔较低且坡度下陡上缓的地形使地震波在反射过程中能量减少,“V”型河谷场地效应使大部分钢管混凝土拱圈截面内力测量值放大作用明显;“V”型河谷场地地形效应与地震波的入射角、行波速度及加速度峰值等因素均有关联,且CFST拱肋面外受弯抗震性能受行波速度的影响较大。因此,钢管混凝土拱桥抗震设计中应注意场地地形效应及行波速度的影响。 相似文献
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为考虑结构的存在对反应加速度法中地震输入荷载的影响,基于《城市轨道交通结构抗震设计规范》（GB 50909—2014）中的反应加速度法,提出将土-结构模型转换为自由场模型的等效方式进行地震反应分析。采用等效自由场进行地震输入荷载计算,近似地考虑了结构的存在对地震输入荷载的影响,以期提高反应加速度法的计算精度。使用有限元软件ABAQUS,采用改进前后反应加速度法对日本大开车站不同工况下的地震反应进行计算。研究结果表明,采用等效自由场计算的地震输入荷载有效提高了反应加速度法的计算精度。在验证等效方式有效性的基础上,分析等效模型宽度的选取对反应加速度法计算结果的影响,建议等效模型边界至结构侧边的距离取为1～3倍结构宽度。 相似文献
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A trapezoid valley site is chosen as a research site, and according to numerical models based on orthogonal design, the factors influencing ground motion in the valley site are studied with two-dimensional finite difference method. The influencing factors are ranked, and then the calculation results are verified by ground motion analysis. The conclusions are as follows: there are four factors that have important effects on ground motion of trapezoid valley sites, but the effects are different as the location of sites changes, the influencing factors rank differently with different site locations;The ranking of the influencing factors is the same for all the sites located within a distance of 40m from the valley''s side, among them, the most effective one is the valley slope angle ranks,followed by depth-to-width ratio, overburden thickness, at last the input ground motion intensity. The impact of the factors on surface ground motion is roughly the same in the valley sites within a certain distance to the valley side,and the geometric parameters of the valley terrain play a greater part in influencing ground motion. With the increase of distance away from the valley''s side, the ranking of the influencing factors also changes, the rating of slope angle moves backward, the ranking of the input ground motion and overburden thickness move ahead. The effect of valley geometric parameters on ground motions is gradually weakened, but the effect of other two influence factors are gradually increased, similar to cases of a horizontal layered site. Strong motion records in Anning River valley site were analyzed,and the results show that the valley topography has a significant amplification effect on ground motion, and that the numerical results of this paper are credible. 相似文献
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水平成层场地地震反应非线性分析 总被引：12，自引：0，他引：12
本文首先推导了李小军积分格式(中心差分与Newmark平均加速度法相结合)的增量形式,并据此离散动力平衡方程,同时,采用Pyke提出的土动力本构模型以及多次透射人工边界条件,提出了一种水平成层场地地震反应非线性分析的显式有限元方法,并据此编制了计算机程序。数值实验表明,这种方法能较好地模拟土层在强地震作用下的非线性特性。 相似文献
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针对隧道的抗震安全性,借助有限元软件平台对其地震时程响应进行非线性有限元分析。利用弹性模型考虑混凝土隧道在循环荷载作用下的拉、压应力-应变关系,同时对土体采用MohrCoulomb模型,选用人工边界作为边界条件,以人工合成的多点地震加速度时程作为地震动输入,分别考虑一致输入、行波效应、相干效应及行波加相干效应对隧道的影响。分析结果表明,与一致激励的计算结果相比,非一致地震激励会显著增加隧道结构的内力和位移响应,从而对隧道抗震产生不利影响。研究结论可为长隧道结构的抗震设计和分析提供科学依据。 相似文献
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覆水场地地震反应分析 总被引：3，自引：0，他引：3
随着各种海洋结构物的兴建,覆水场地的地震反应逐渐成为研究热点。基于任意拉格朗日-欧拉描述,推导时变区域上的流体运动方程,给出流场、结构的接触条件和流场网格运动控制方法。对于平坦覆水场地,水平向地震动作用下,根据Couette流理论证明该类场地流体作用可以忽略;竖向地震动激励下,横向均匀场地可以通过动水压力公式准确考虑流体作用,横向非均匀场地则需要通过流固耦合方法考虑流体作用,以海底隧道为例加以说明。对于起伏场地,天然起伏场地在地震动激励下的动力反应具有明显的流固耦合特征,以三角形起伏场地为算例;结构物的兴建造成的人工起伏场地同样需要考虑流固耦合效应,以某沉管隧道在水平向地震动激励下的动力反应为算例,并根据结果初步提出该类结构物流固耦合分析的简化计算方法。 相似文献
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在北京工业大学振动台台阵系统上开展了一系列锯末混合土地基自由场振动台模型试验,试验中模型箱采用装配式连续体刚性模型箱,试验中输入地震动时程采用El Centro地震动记录、Taft地震动记录和天津地震动记录,地震动输入方向分为水平单向和水平双向。文中,重点考察了双向地震动输入下锯末混合土模型场地的动力特性及其变化规律,主要指标包括模型场地地震动反应的峰值加速度及其动力放大系数、加速度时程及其傅氏谱。试验结果表明:随着输入地震动强度的增大,同一测点反应的峰值加速度总体上在增大,而其加速度动力放大系数总体上呈现减小的趋势,反应的频谱组成从较高频率向较低频率移动;双向地震作用下锯末混合土模型场地的动力变化规律与单向地震作用下较为一致。 相似文献
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利用黏弹性人工边界和等效地震荷载时域波动输入方法，结合土层和半空间的精确动力刚度矩阵，实现了地震波斜入射下层状场地地下综合管廊地震反应分析，建立了不同场地条件下地下综合管廊分析模型。计算结果表明:地震波倾斜入射情况下，综合管廊结构地震响应与垂直入射时具有显著差异，一般SV波以30°临界角附近入射时结构地震反应最为剧烈；地下综合管廊动应力集中主要分布在管廊角部、中柱上下端；成层土波速结构变化对地下综合管廊地震反应亦具有显著影响。总体上看:当穿越软夹层时管廊结构地震反应更为剧烈，且覆盖层越厚，管廊结构内力幅值越大。因此地下综合管廊结构抗震设计宜考虑地震波倾斜入射及场地土层性质的影响。 相似文献