Efficient 3D nonlinear Winkler model for shallow foundations     

H. El Ganainy  M.H. El Naggar 《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》2009

This paper presents a new practical modeling approach, based on the beam-on-a-nonlinear Winkler foundation (BNWF) model, to simulate the 3D rocking, vertical and horizontal responses of shallow foundations using structural elements that are readily available in the element library of commercially available structural analysis programs. An assemblage of a moment-rotation hinge, shear hinge connected in series with an elastic frame member attached to the bottom end of ground story columns was proposed to model the response of the footing under combined action of vertical, horizontal and moment loading. To couple the responses of these hinges, two bounding surfaces equations were introduced and derived mathematically: a surface that defines the interaction between the rocking and vertical capacities of the footing along its width and length; and a surface that defines the interaction between the horizontal capacities of the footing along its width and length. Simple calculation steps to evaluate the geometric and mechanical properties of the proposed assemblage of structural elements are provided. The proposed modeling approach was verified using experimental results from large scale model foundations subjected to cyclic loading. Based on this study, it was found that the proposed assemblage can be reliably used in modeling the rocking and horizontal responses of shallow foundations under cyclic loading.  相似文献   

SSI效应对粘弹性阻尼结构减震效果的影响分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

郭阳照  周云  邓雪松 《地震学刊》2009,(3):313-319

本文以一单跨7层框架结构为研究对象,对不同场地和地震波输入条件下的粘弹性阻尼结构进行了二维有限元时程分析,探讨了SSI（土-结构动力相互作用）效应对粘弹性阻尼结构减震效果的影响。分析结果表明：①在硬土和稍硬土地基条件下,SSI效应明显降低了结构的楼层位移峰值,若在抗震设计中对客观存在的SSI效应加以考虑,设置较少数量的阻尼器（与刚性地基假定条件下确定的阻尼器数量相比）就能使结构的实际地震位移反应满足基于刚性地基假定的地震位移控制目标;②粘弹性阻尼结构的减震效果与场地条件、输入地震动特性密切相关;③与刚性地基相比,SSI效应使粘弹性阻尼结构的减震效果明显降低,且地基越软,降低幅度越大。因此,在实际的工程设计中,应当充分考虑SSI效应,对粘弹性阻尼结构的减震控制效果进行合理的评价,并针对不同的场地条件选用合适的阻尼器类型和性能参数,才有可能达到预期的减震控制效果。  相似文献   

非线性P波在二维固体中的传播特点数值模拟          下载免费PDF全文

王兆国  刘财  杨宝俊  冯晅  王典 《地球物理学进展》2009,24(4):1284-1290

波动理论一直是地震学的核心内容,非线性波在介质中是真实存在的,能够充分认识非线性波,将对波动理论的发展和进一步应用提供很大的帮助.本文从固体介质中的位移、应力、应变的基本关系出发,推导了非线性P波在二维固体中的传播的非线性方程,对此非线性方程,采用四阶差分的方法,研究其在二维空间中的传播特点,对非线性波的传播有了更深的认识和理解.  相似文献   

Seismic response of single-column bent on pile: evidence of beneficial role of pile and soil inelasticity   总被引：2，自引：2，他引：0  

Nikos Gerolymos  V. Drosos  G. Gazetas 《Bulletin of Earthquake Engineering》2009,7(2):547-573

While seismic codes do not allow plastic deformation of piles, the Kobe earthquake has shown that limited structural yielding and cracking of piles may not be always detrimental. As a first attempt to investigate the consequences of pile yielding in the response of a pile-column supported bridge structure, this paper explores the soil–pile-bridge pier interaction to seismic loading, with emphasis on structural nonlinearity. The pile–soil interaction is modeled through distributed nonlinear Winkler-type springs and dashpots. Numerical analysis is performed with a constitutive model (Gerolymos and Gazetas 2005a, Soils Found 45(3):147–159, Gerolymos and Gazetas 2005b, Soils Found 45(4):119–132, Gerolymos and Gazetas 2006a, Soil Dyn Earthq Eng 26(5):363–376) materialized in the OpenSees finite element code (Mazzoni et al. 2005, OpenSees command language manual, p 375) which can simulate: the nonlinear behaviour of both pile and soil; the possible separation and gapping between pile and soil; radiation damping; loss of stiffness and strength in pile and soil. The model is applied to the analysis of pile-column supported bridge structures, focusing on the influence of soil compliance, intensity of seismic excitation, pile diameter, above-ground height of the pile, and above or below ground development of plastic hinge, on key performance measures of the pier as is: the displacement (global) and curvature (local) ductility demands and the maximum drift ratio. It is shown that kinematic expressions for performance measure parameters may lead to erroneous results when soil-structure interaction is considered.  相似文献   

二阶精度广义非线性全局最优的偏移速度反演方法(英文)     

赵太银  胡光岷  贺振华  黄德济 《应用地球物理》2009,6(2):138-149

如何快速、精确地利用叠前深度偏移进行偏移速度分析是勘探地震学的一项重要研究内容,针对该问题,本文提出一种二阶精度广义非线性全局最优的偏移速度反演方法。我们将首先去掉速度模型修正量与成象深度差呈线性关系的假设,推导出具有二阶精度的速度模型修正量计算公式,使每一次迭代得到的速度模型尽可能地接近实际模型;然后采用广义非线性反演方法反演获得对所有道集的全局最优的速度模型修正量,不仅极大地加快了收敛速度,而且反演过程中陷入局部极小的可能性也减小了。理论模型和Marmousi模型的处理结果表明:本方法精度高、处理速度快,提高了偏移速度分析方法的实用性和对复杂构造成像的准确性。  相似文献   

微气候能量分析法在岩土工程分析中的应用     

高彦斌  崔玉军 《岩土力学》2009,30(2):433-439

随气候条件而变化的边界条件的确定是岩土工程中非饱和土数值分析的一个难题。介绍了农业学中的土与大气相互作用分析中的一些应用较为广泛的方法,并采用空气动力学法和微气候能量平衡法相结合的方法确定土-气界面的边界状态,分析了法国鲁昂试验路堤的路堤填土与大气在2005年1月的能量交换,以及在此期间填土内的温度、含水率和吸力的变化,并与实测结果进行了对比。结果表明,农业学中所采用的能量平衡以及能量计算方法可以有效地应用于岩土工程非饱和土的数值分析中,解决随气候而变化的边界条件的确定问题。  相似文献   

低渗透油藏注采井间压力分布与流态响应研究     

燕良东  朱维耀  宋洪庆 《岩土力学》2007,28(Z1):366-370

利用非线性数学模型,能够全程描述低渗透油藏的非线性流动规律,从理论上给出了低渗透油藏中流态分布的计算方法,分析了注采压差、注采井距和地层渗透率对流态分布的影响,指出了流体在低渗透油藏中以特低速度流动时压力分布的特点,纠正了前人在这个问题上的认识失误。实际岩芯的渗流试验检验了理论的正确性。  相似文献   

复杂地质条件下基坑开挖与回填工程的数值模拟研究     

叶虔  刘镇 《岩土力学》2007,28(Z1):647-652

在深港西部通道深圳侧接线工程填海区基坑工程中,开挖与回填过程中的不均匀沉降问题是该工程设计与施工中的关键技术难题之一。在综合考虑复杂地质条件、结构自身的约束条件以及结构与土体之间相互作用的基础上,采用非线性有限元方法对基坑的开挖与回填过程进行数值分析,研究其变形特性与规律,为工程开挖与回填设计提供重要参考的同时,也验证了该数值模拟方法的合理可行性。  相似文献   

地震作用下丰满重力坝的塑性损伤     

程冬  张德岗  李守巨  刘迎曦  陈昌林 《岩土力学》2007,28(Z1):792-795

基于混凝土塑性损伤本构模型,将可以表征材料和结构渐进破坏的损伤变量作为内变量,考虑了混凝土拉压异性的损伤变量,利用有限元软件ABAQUS,对丰满混凝土重力坝在经受地震作用下的结构损伤区域的发展变化进行安全性评价。在数值计算过程中,对于受地震荷载作用所引起的地面水平运动而导致大坝水位水平运动对坝体的影响,通过扩充后的广义Westergaard公式予以计算模拟。通过分析得到了丰满大坝在地震作用下的塑性损伤破坏情况,并评价了丰满大坝的安全性,亦说明利用损伤力学对大坝进行安全性评价是一个可行的方法。  相似文献   

大陆岩石圈研究进展   总被引：5，自引：0，他引：5  

陈凌  朱日祥  王涛 《地学前缘》2007,14(2):58-75

从地震学、地球化学、岩石学等不同学科的角度,对大陆岩石圈研究进展做了简要介绍。不同学科的最新研究成果表明,岩石圈在热状态、化学成分和力学行为等方面具有高度非均匀性。这不仅表现为岩石圈性质和结构随深度的变化,而且还反映在不同时代、大陆与海洋以及克拉通和造山带岩石圈结构特征的显著差异上。性质和结构的差异体现了岩石圈形成和长期演化过程的复杂性。我们认为,不同岩石圈块体之间、岩石圈与深部对流地幔之间普遍存在着相互作用。这种相互作用被认为是稳定克拉通岩石圈遭受改造甚至破坏的深部机制,同时还是地球深、浅部物质交换的重要方式,因而显著影响着地球深部的对流和地表的构造过程。值得注意的是,由于岩石圈本身定义的模糊性及其厚度的不确定性,地震活动与岩石圈强度之间的关系以及大陆岩石圈演化的规律性等问题仍有待于进一步的研究和探索。  相似文献