一种三维饱和土-基础-结构动力相互作用分析方法

发布时间：2017-09-02 17:43

  本文关键词：一种三维饱和土-基础-结构动力相互作用分析方法

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【摘要】：地震波入射时土与结构动力相互作用分析是地震工程领域的重要问题.由于问题的复杂性,以往的研究大多考虑地基土为干土情形.而实际工程中,土体中经常充满孔隙水,土层往往是含水层或部分含水层.孔隙水对土层的地震反应影响较大,进而影响支撑于其上的基础和上部结构的响应.因此,有必要考虑饱和土-基础-结构动力相互作用问题.基于此,土体采用Biot模型,利用集中质量显式有限元方法并结合多次透射人工边界进行模拟;结构经有限元离散后,采用Newmark隐式时步积分方法进行分析,可通过ANSYS等有限元软件实现;基础假定为刚性,采用显式时步积分进行求解;土体和结构(及基础)可分别采用不同的时间步距;通过FORTRAN程序实现了三维饱和土-基础-结构系统在地震作用下的整体分析.从饱和多孔介质动力微分方程出发可知,干土是饱和土的特殊情形,通过将流体体积模量及孔隙率置为零,可将饱和土退化到干土,从而将干土统一到饱和土的计算框架中,通过土-结构相互作用算例对此进行了验证,进一步实现了干土与饱和土混合情形时的土-结构动力相互作用分析,使得问题的模拟更贴近实际工程(如考虑地下水位情形).通过算例对比了饱和土地基、干土地基、干土覆盖饱和土地基(考虑地下水位)情形时,土-结构相互作用对基础和结构响应的影响,结果表明地下水位对基础和结构响应的影响较大.
【作者单位】： 南京航空航天大学土木工程系;
【关键词】： 土-结构动力相互作用 饱和多孔介质 显-隐式积分方法 人工边界条件 地震响应分析
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51178222,51378260)
【分类号】：TU435
【正文快照】： 引言 土-结构相互作用是地震工程领域的重要问题,以往对该问题的研究集中在地基土为干土的情形,对地基土为饱和土情形的研究相对较少.而实际情形中,地下水位以上可视为干土,水位以下可视为饱和土,对该情形的研究更是鲜有报导?地震波输A下土-结构相互作用分析一般采用子结构法，

本文编号：779994