SV波斜入射下坡体地形放大效应的研究

发布时间：2024-06-14 03:20

　　基于黏弹性人工边界建立等效地震荷载,通过自编程序实现斜入射地震波在有限元软件中快速准确的添加,并以此对斜入射地震波作用下双面坡的地震响应进行分析,探讨不同入射角和模型尺寸对坡体地形放大效应的影响规律。根据建立的数值模型,首先得出不同卓越频率f₀与归一化高度H/λ的关系;然后依据水平峰值加速度放大系数Ah和竖直峰值加速度放大系数A_v分析归一化高度H/λ、坡度i和平台宽度L三个参数对坡体地形放大效应的影响;最后根据两侧坡脚、两侧坡顶和坡顶中点的Ah,分析斜入射角度θ对H/λ,i和L的影响。结果表明:通过将数值模型中地震波入射问题程序化和界面化,方便了等效地震荷载在有限元软件中的快速添加;卓越频率f₀对坡体地形放大效应的影响只与H/λ有关,而与其他因素无关;H/λ的变化影响右侧坡顶,i的变化影响两侧坡顶,L的变化影响两侧坡顶和坡顶中点;两侧坡顶Ah的最大值Ah_max不一定在地震波垂直入射(θ=0°)时得到,其取值与i和L有关。综上,在有限元中建立了地震波斜入射的完整流程,保证了计算精度并简化了建模难度;地...

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【部分图文】：

图1SV波斜入射模型

式中等号右侧前两项为内行场需要抵抗人工边界物理元件的节点力，最后一项为内行场需要抵抗近场介质的节点力。因此若在数值模型中模拟地震波的入射过程必须考虑人工边界的影响。相比于垂直入射问题，地震波斜入射问题更为复杂，因为体波在自由表面处会发生波型转换，以图1中SV波斜入射左侧边界A点为....

图2有限元数值计算流程

依据MATLAB的计算和可视化功能，本着方便使用的原则，编制地震波输入程序并将其界面化，只需输入所需要的材料参数和模型参数，就可以得到边界节点的等效地震荷载；然后将含有地震波输入的节点信息导入有限元模型中计算。以ABAQUS软件为例，边界节点添加地震波的具体流程如图2所示，自行开....

图3等效地震荷载计算界面

图2有限元数值计算流程由图2，首先建立有限元模型，提取相应的节点信息和单元信息，结合相应的材料参数代入图3的界面中，计算所有边界节点的等效地震荷载；然后将计算结果导出为ABAQUS可识别的格式，并将相应数据读入input文件中；采用Python语言将等效地震荷载与之对应的节点相....

图4脉冲函数P(t)

式中G=(t/T0)3H(t/T0),H(t）为Heaviside阶梯函数，振幅P0=1.0cm，脉冲持时T0=0.25s，总持时为0.8s，脉冲函数时程如图4所示。选择入射地震波为倾角18°的SV波，记录位移变化趋势，提取位移场快照，如图5所示。在图5中可以清晰看到入射SV波....

本文编号：3994067