收藏本站
《大连理工大学》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

复杂地基条件下粘弹性人工边界模型及其应用

蒋新新  
【摘要】:随着大型水利工程、核电工程、高层建筑等工程建设的发展,其选址范围已经扩大到复杂非岩性地基条件和高地震烈度区,考虑结构-地基动力相互作用对大型工程的抗震安全性的重要影响得到了工程界的认可与重视,其中采用时域分析方法是当前的研究热点。为了实现对复杂地基条件下结构地震响应进行分析,在时域方法中选取粘弹性人工边界进行研究,在其基础上发展复杂地基-结构动力模型及相应的波动输入模式,并结合ANSYS有限元程序进行分析以验证其工程适用性。主要的研究内容如下: (1)在ANSYS软件上实现了二维及三维粘弹性人工边界程序,探讨了主要参数取值对其计算精度的影响。针对中高频地震波在剪切波速较小的地基中引起的地震响应,对模型单元网格划分及积分时间步长等求解参数设置的影响做了更加细致的数值分析,给出了相应的参数设置建议。 (2)以东北某核电取水构造物地震响应分析为工程背景,抽象出边坡场地模型。数值算例表明,粘弹性人工边界应用于边坡场地模型往往出现地基区域外边界地震输入荷载不一致等问题,可能导致结构的响应发散或位移漂移,对计算结果合理性产生影响。依据动力相互作用原理,关注于粘弹性人工边界模型的外边界地震输入模式,构建了基于虚拟对称子结构体系的地震输入模式。最后以数值算例验证所提模型及波动输入模式的精度和数值稳定性。 (3)为考虑成层地基条件下地震波传播在材料分界面处发生透射和反射的现象,将地震波在材料分界面的反射和透射系数公式与粘弹性人工边界结合,建立成层地基动力相互作用模型及相应的波动输入机制,并通过成层地基算例对比工程中常用的粘弹性人工边界模型及方法。研究表明所给出的成层地基动力相互作用模型及波动输入模式更贴近波动传播规律,具有良好的工程适应性。同时还计算了不同地震波入射频率及土层参数下自由场地震响应,从而有利于进一步了解复杂层状地基的动力特性及其对大型结构的动力影响。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU435

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘晶波;刘祥庆;杜修力;;地下结构抗震理论分析与试验研究的发展展望[J];地震工程与工程振动;2007年06期
2 张伯艳,褚志生;对水工建筑物设计反应谱的人工波合成[J];工程抗震;2002年03期
3 刘晶波;王振宇;杜修力;杜义欣;;波动问题中的三维时域粘弹性人工边界[J];工程力学;2005年06期
4 刘晶波;王艳;;成层介质中平面内自由波场的一维化时域算法[J];工程力学;2007年07期
5 文学章;尚守平;;层状地基中桩筏基础的动力阻抗研究[J];工程力学;2009年08期
6 孔宪京;林皋;;核电厂工程结构抗震研究进展[J];中国工程科学;2013年04期
7 牛志国;李同春;王亚莉;;基于水工设计反应谱的人工地震波合成[J];河海大学学报(自然科学版);2007年03期
8 刘晶波,李彬;三维黏弹性静-动力统一人工边界[J];中国科学E辑:工程科学 材料科学;2005年09期
9 杜修力;赵密;王进廷;;近场波动模拟的人工应力边界条件[J];力学学报;2006年01期
10 刘晶波;王艳;;成层半空间出平面自由波场的一维化时域算法[J];力学学报;2006年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谷音;刘晶波;;三维结构—地基动力系统高效算法精度问题研究[J];四川建筑科学研究;2007年05期
2 陈天红;张伯艳;谢清荣;谭海滨;;人工合成地震波研究[J];四川建筑科学研究;2010年02期
3 陈庆;项宗方;;地下结构抗震研究现状综述[J];四川建筑科学研究;2011年06期
4 ;A 1D time-domain method for in-plane wave motions in a layered half-space[J];Acta Mechanica Sinica;2007年06期
5 许年春;石维力;石东虹;;地震作用下边坡动力系数有限元分析[J];地下空间与工程学报;2008年06期
6 李建波;陈健云;李静;林利民;;软土浅埋地铁车站地震响应的多因素影响分析[J];地下空间与工程学报;2009年02期
7 于光喜;;邳州水电站泵房结构三维地震动力响应分析[J];地下空间与工程学报;2011年S1期
8 刘坤;水伟厚;梁志荣;李伟;;对预制钢筋混凝土小截面方桩若干问题的探讨[J];地下空间与工程学报;2011年S1期
9 柳锦春;还毅;李建权;;人工边界及地震动输入在有限元软件中的实现[J];地下空间与工程学报;2011年S2期
10 陈震;徐远杰;;粘弹性人工边界ABAQUS二次开发及应用[J];地下空间与工程学报;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 贾超;王志鹏;高凤;任青文;;地震次生灾害作用下高坝风险分析研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
2 陈正作;刘蕾;;基于内力法理论的拱坝动力计算[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 李德玉;张伯艳;何建涛;;官地重力坝极限抗震能力初探[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
4 张伯艳;李德玉;何建涛;;施工期裂缝对拱坝静动力响应的影响[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
5 龚亚琦;陈琴;崔建华;;坝体—地基—库水体系的动力有限元分析及其工程应用[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
6 王海波;杨会臣;;混凝土重力坝全坝段三维动力分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
7 李同春;朱寿峰;赵兰浩;胡继刚;;考虑坝体与坝肩动力相互作用的坝肩稳定动接触降强算法[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
8 张汉云;张燎军;;基于虚拟裂缝模型的带横缝高拱坝的抗震性能研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
9 杜修力;徐海滨;赵密;王进廷;;地震波斜入射对高拱坝地震反应的影响[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
10 胡少伟;游日;;超大跨径变截面钢筋混凝土拱式渡槽抗震分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李皓玉;车辆与路面相互作用下路面结构动力学研究[D];北京交通大学;2011年
2 郜新军;地震及列车竖向荷载作用下大跨桥梁动力响应分析研究[D];北京交通大学;2011年
3 武成浩;基于桩土共同作用理论的高层结构地震反应分析与抗震性能评估方法研究[D];北京交通大学;2010年
4 何伟;地下结构地震响应及其与地表建筑的影响研究[D];大连理工大学;2011年
5 马海春;锚固洞室抗爆能力现场实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 孙海峰;地下结构地震破坏机理研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
7 郭晓云;汶川地震反应谱研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
8 谢志南;波动数值模拟人工边界的稳定问题[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
9 唐晖;地震波动数值模拟及稳定性研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
10 王琼;跨断层隧道地震反应分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张昊;半潜平台波浪绕射的三维时域计算[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王松;大型沉箱码头的非线性动力反应分析[D];长沙理工大学;2010年
3 何继明;浅海重力式海洋平台抗震性能数值模拟与试验研究[D];中国海洋大学;2010年
4 张立杰;地下水工隧洞地震响应的数值模拟研究[D];昆明理工大学;2010年
5 赵华祥;大型下穿结构抗震响应研究[D];昆明理工大学;2010年
6 武宇琼;水轮机导水机构双列叶栅流动数值模拟及振动特性分析[D];昆明理工大学;2010年
7 林辉;既有地铁车站结构受隧洞穿越影响的抗震性能分析[D];北京建筑工程学院;2011年
8 翟文龙;细粒尾矿高堆坝抗震液化稳定性研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 李征徽;高速铁路高架线路环境振动影响与分析[D];北京交通大学;2011年
10 刘恺;成兰线跨断层隧道的错动破坏机理研究及地震动力响应分析[D];北京交通大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周健,苏燕,董鹏;软土地层地铁及地下构筑物抗震动力分析研究现状[J];地下空间;2003年02期
2 钱七虎,陈晓强;利用地下空间建设“花园城市”[J];地下空间;2003年03期
3 周云;汤统壁;廖红伟;;城市地下空间防灾减灾回顾与展望[J];地下空间与工程学报;2006年03期
4 廖维张;杜修力;赵密;李立云;;开放系统非线性动力反应分析的一种算法[J];北京工业大学学报;2006年02期
5 丁发兴;余志武;;圆钢管混凝土轴压短柱受力机理影响因素分析[J];铁道科学与工程学报;2006年01期
6 廖振鹏;;近场波动问题的有限元解法[J];地震工程与工程振动;1984年02期
7 胡聿贤,何训;考虑相位谱的人造地震动反应谱拟合[J];地震工程与工程振动;1986年02期
8 朱昱,冯启民;相位差谱的分布特征和人造地震动[J];地震工程与工程振动;1992年01期
9 刘鹏程,林皋,金春山;考虑地震环境的人造地震动合成方法[J];地震工程与工程振动;1992年04期
10 赵凤新,胡聿贤;地震动非平稳性与幅值谱和相位差谱的关系[J];地震工程与工程振动;1994年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘晶波;王艳;;SH波斜入射时弹性半空间自由波场的一维算法[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第一册)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王海东;地基—桩(筏)—上部结构动力相互作用分析与大比例模型试验研究[D];湖南大学;2005年
2 李彬;地铁地下结构抗震理论分析与应用研究[D];清华大学;2005年
3 卢华喜;成层地基—桩基—上部结构动力相互作用理论分析与试验研究[D];湖南大学;2006年
4 庄海洋;土—地下结构非线性动力相互作用及其大型振动台试验研究[D];南京工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 武芸;大比例土—桩基—框架模型动力相互作用试验模拟分析[D];湖南大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐少强;王贤明;;波传播计算中的人工边界条件[J];力学与实践;2010年02期
2 徐浩;;粘弹性人工边界的有限元分析[J];山西建筑;2011年09期
3 刘晶波;王振宇;杜修力;杜义欣;;波动问题中的三维时域粘弹性人工边界[J];工程力学;2005年06期
4 邱流潮;金峰;;地震分析中人工边界处理与地震动输入方法研究[J];岩土力学;2006年09期
5 方志;;土-结构相互作用体系人工边界的动力反应与分析[J];力学季刊;2009年03期
6 张波;李术才;杨学英;孙国富;葛颜慧;;三维黏弹性介质人工边界研究[J];岩土力学;2009年11期
7 桂仲柏;吴晓飞;桂仲花;董明明;;人工边界动力反应分析研究[J];21世纪建筑材料;2010年03期
8 吴艺;;一维问题的等效远置动力人工边界条件[J];岩土力学;2011年11期
9 陈震;徐远杰;;基于波动理论的粘弹性人工边界内源波动有限元分析[J];武汉大学学报(工学版);2011年06期
10 柳锦春;还毅;李建权;;人工边界及地震动输入在有限元软件中的实现[J];地下空间与工程学报;2011年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王贤明;唐少强;;波动问题多次透射人工边界条件分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 宋贞霞;丁海平;;粘弹性人工边界在大型程序中的应用[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
3 刘晶波;杜义欣;闫秋实;;粘弹性人工边界及地震动输入在通用有限元软件中的实现[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
4 刘晶波;杜义欣;闫秋实;;粘弹性人工边界及地震动输入在通用有限元软件中的实现[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
5 陈文化;景立平;;计算建筑物地基土壤温度和湿度场时的人工边界问题[A];中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集[C];1999年
6 宋贞霞;丁海平;;粘弹性人工边界在大型程序中的应用[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年
7 刘天云;赵瑞光;;三维无限域波动精确人工边界条件[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
8 李彬;刘晶波;;粘弹性人工边界在Marc中的实现[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第一册)[C];2005年
9 张毅;陈少林;;基础阻抗函数的时域求解方法[A];防振减灾工程理论与实践新进展(纪念汶川地震一周年)——第四届全国防震减灾工程学术研讨会会议论文集[C];2009年
10 杨婷;宋力;朱炳寅;;考虑土与结构相互作用时结构地震响应分析[A];建筑结构(2009·增刊)——第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 赵密;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];北京工业大学;2009年
2 谢志南;波动数值模拟人工边界的稳定问题[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
3 徐振礼;非线性人工边界条件[D];中国科学技术大学;2007年
4 文新;水下饶流和河流—海湾耦合问题的数值模拟[D];清华大学;2003年
5 张波;考虑地基与结构相互作用的上承式钢管混凝土拱桥地震响应研究[D];山东大学;2009年
6 张智文;Klein-Gordon方程和Schr(o|¨)dinger方程的人工边界条件[D];清华大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张延;多源散射粘弹性人工边界研究[D];北京交通大学;2008年
2 朱艳艳;完美匹配层人工边界数值实施方法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 赵密;粘弹性人工边界及其与透射人工边界的比较研究[D];北京工业大学;2004年
4 鞠银;凹型区域上两类外问题的人工边界条件[D];南京师范大学;2007年
5 胡汛训;地震动输入及动力人工边界的数值模拟方法研究[D];河海大学;2007年
6 蒋新新;复杂地基条件下粘弹性人工边界模型及其应用[D];大连理工大学;2014年
7 汤敏霞;依赖时间问题的无反射人工边界条件[D];南京师范大学;2006年
8 刘清华;饱和多孔介质三维时域粘弹性人工边界与动力反应分析的显式有限元法[D];北京交通大学;2009年
9 解祎;基于黏弹性人工边界的地铁隧道地震响应分析[D];天津大学;2014年
10 王国军;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];北京交通大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026