地下结构抗震分析中简化人工边界及重力影响研究

发布时间：2021-12-10 17:35

　　根据我国现行地震烈度区划图,很多地下结构建设在高烈度地震地区,特别是城市轨道交通地下结构、管廊、隧道和地下商场,并由于这些地下结构的功能性限制以及城市活动断层普查工作的滞后性,使得越来越多的地下结构并不能有效避开或者远离地震区。地下结构的抗震问题日益突出,因此,进行地震作用下地下结构的研究已经成了目前比较热门的课题之一。本文以数值分析为主要研究方法,首先,研究土体在非线性计算时土体阻尼的选取问题;其次,在地下结构抗震分析算中,提出简便的侧向边界处理方式即滚轴边界,并与粘弹性边界进行精度验证,同时验证了土体阻尼比、结构尺度和地震波特性对侧向水平计算尺度取值的影响问题;最后,通过典型案例分析得出地下结构抗震分析中合理的重力施加方式,以及验证重力对地下结构抗震分析的影响。具体研究内容如下:(1)首先,从土体动应力-动应变关系的基本特征、力学模型和组合元件的动应力-动应变这三个方面介绍了土体非线性;其次,由一维土体非线性动本构模型,进行二维、三维本构扩展;最后,非线性抗震计算时,土体阻尼选取问题,并提出土体阻尼比曲线正确的使用方法,并通过典型案例验证其方法。(2)介绍目前动力计算常用的粘性边界...

【文章来源】： 河南大学河南省

【文章页数】：93 页

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 地下结构抗震分析方法
        1.2.1 横向抗震分析方法
        1.2.2 纵向抗震分析方法
        1.2.3 动力时程法
    1.3 动力人工边界研究现状
        1.3.1 全局人工边界
        1.3.2 局部人工边界
    1.4 重力对抗震分析影响的研究现状
        1.4.1 初始地应力
        1.4.2 重力对动力计算的影响
    1.5 论文研究内容及技术路线
2 地下结构抗震分析理论
    2.1 土体非线性
        2.1.1 土动应力-动应变关系的基本特征
        2.1.2 土动应力-动应变关系的力学模型
        2.1.3 组合元件的动应力-动应变关系
        2.1.4 二维、三维的动本构模型扩展
    2.2 土体阻尼
        2.2.1 土体阻尼比曲线
        2.2.2 土体阻尼比曲线的使用
        2.2.3 算例验证
    2.3 本章小结
3 平面问题侧向边界宽度设置研究
    3.1 动力边界
        3.1.1 粘性边界
        3.1.2 粘弹性边界
        3.1.3 自由场边界
    3.2 简化侧向人工边界
        3.2.1 理论分析
        3.2.2 影响因素
        3.2.3 典型案例
    3.3 侧向边界处理方式的影响
    3.4 土体阻尼比对侧向宽度的影响
    3.5 结构尺度对侧向宽度的影响
    3.6 地震动特性对侧向宽度的影响
    3.7 B/H的工程侧向宽度设计取值
    3.8 本章小结
4 地下结构抗震计算中重力的影响
    4.1 重力对土体性质的影响
    4.2 重力对地震反应影响的计算方法
        4.2.1 重力与地震相互影响
        4.2.2 初始应力的处理
        4.2.3 重力施加方式
    4.3 重力影响程度案例分析
        4.3.1 模型参数
        4.3.2 工况设置
        4.3.3 结果分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
附录 A
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文及参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]反应加速度法和反应位移法精度随结构埋深变化的研究 [J]. 董正方,蔡宝占,姚毅超,李凤丽,朱红云.  振动与冲击. 2017(14)
[2]中国铁路隧道数据统计 [J]. 赵勇,田四明.  隧道建设. 2017(05)
[3]不同规范中地下结构地震反应分析的反应位移法对比研究 [J]. 刘晶波,谭辉,张小波,王东洋,王文晖.  土木工程学报. 2017(02)
[4]地下结构横向抗震一体化方法研究 [J]. 董正方,王君杰,郭进,王文彪.  现代隧道技术. 2015(06)
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博士论文
[1]地下结构地震作用的简化分析方法研究[D]. 宾佳.中国地震局工程力学研究所. 2016
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[4]近场波动有限元模拟的应力型时域人工边界条件及其应用[D]. 赵密.北京工业大学. 2009
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[6]水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析[D]. 刘立平.重庆大学. 2004

硕士论文
[1]基于边界元法对稳态渗流问题的研究[D]. 李清新.哈尔滨工业大学. 2014
[2]考虑局部场址特征的桥梁地震动响应分析[D]. 岳士廷.青岛理工大学. 2012
[3]饱和多孔介质粘弹性动力人工边界及其在隧道动力分析中的应用[D]. 王国军.北京交通大学. 2007



本文编号：3533086