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《河海大学》 2007年
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地震动输入及动力人工边界的数值模拟方法研究

胡汛训  
【摘要】: 在高层、高坝、核电站等重大复杂工程结构的动力相应分析中,波动能量向无限域地基的逸散影响是显著的。以往,由于此类问题的求解规模巨大,且包含多种介质的耦合、材料的非线性及接触面的高度非线性,需要高效的数值分析方法才能解决这些问题。近年来,人们发现将显式有限元结合局部人工边界的方法很适宜求解这类复杂的近场波动问题,因而,局部人工边界的研究和发展受到了各界的关注。本文主要围绕黏弹性人工边界做了相应的研究,获得了一些有参考价值的认识。 1、从重大结构时程分析需要出发,选定具有均匀分布的随机相角余弦函数作为数学模型来合成需要的地震波。它不仅能满足地震波的三要素,而且与现行规范的反应谱方法相衔接。本文根据提出的数学模型编制了相应的计算程序,实现了地震波的拟合。 2、人工地震波虽然采用了数字滤波校正,有效地纠正加速度时程的零线漂移,但由于加速度时程合成计算过程中,一些长周期分量仍会残留下来,尽管它们不会导致加速度时程的漂移,但是却会对积分后的位移时程产生严重的漂移。本文采用最小二乘法编制了一套精度较高的地震动时程曲线时域校正的程序,满足了工程计算的需要。 3、考虑到结构造成的破坏和地基内液化的发生主要由剪切波引起,通常将自由场地简化为水平成层半空间模型。目前,自由场地地震反应分析的方法比较多,例如集中质量模型法、一维波动理论方法、层元法等。本文中使用集中质量模型和一维波动原理方法进行了自由场地地震反应计算。 4、针对LS-DYNA程序中提供的non—reflection boundary做二次开发,实现黏弹性人工边界,通过两个典型算例进行了精度验证。其精度完全满足工程计算的需要,且低频稳定性好于多阶透射边界。 5、将黏弹性人工边界结合显式有限元,进行了拱坝地震动力响应分析,为类似工程的抗震分析提供了一种新的思路。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU311.3

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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4 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
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7 王立涛;马怀发;陈厚群;刘金朝;;水工结构动态响应并行计算研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
8 谯雯;刘国明;;基于黏弹性人工边界的防洪堤动力有限元分析[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
9 尹广斌;张燎军;俞佩斯;;基于ADINA软基上地震动输入方法研究及其应用[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 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
9 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
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1 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
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3 王建亮;摩擦摆基础隔震结构多维地震反应分析[D];郑州大学;2009年
4 攸青言;摩擦摆基础隔震结构地震反应影响因素分析[D];郑州大学;2010年
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8 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
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【同被引文献】
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4 吴伟;姚令侃;陈强;;坡形和加筋措施对地震响应影响的振动台模型实验研究[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2008年05期
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2 王一功;特殊场地上的土-结构共同作用初步研究[D];重庆大学;2004年
3 马芳芳;基于地震动力时程反应的有限元边坡稳定性分析[D];大连理工大学;2005年
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6 邓晓红;考虑土—结构相互作用的桥墩抗震分析[D];西南交通大学;2006年
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8 李煌;地基与高层建筑结构动力相互作用分析[D];广西大学;2006年
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10 何建涛;大型渡槽流体与固体的动力耦合分析[D];西安理工大学;2007年
【二级引证文献】
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3 刘红森;既有重力式挡土墙安全评估技术探讨[D];西南交通大学;2012年
4 邱鹏;全埋式抗滑桩的拔出破坏模型试验研究[D];重庆大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 贺向丽;李同春;任灏;;基于逐步扩大网格法的重力坝地震响应分析[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2008年
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8 李志全;杜成斌;洪永文;;无限地基辐射阻尼对重力坝地震响应的影响[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
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6 尹华伟;土-结构动力相互作用的计算方法研究[D];湖南大学;2005年
7 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
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9 徐振礼;非线性人工边界条件[D];中国科学技术大学;2007年
10 黄胜;高烈度地震下隧道破坏机制及抗震研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
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1 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
2 李宁;完美匹配层理论及其在地震波模拟中的应用[D];中国地震局工程力学研究所;2006年
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4 朱永生;浅埋隧道地震动力响应数值分析及研究[D];西南交通大学;2006年
5 姚军;地铁地下结构地震响应分析[D];浙江工业大学;2010年
6 韩军;带深桩基础高层建筑结构地震动输入问题研究[D];重庆大学;2004年
7 周巧芳;饱和土中地铁车站的地震响应分析[D];北京交通大学;2008年
8 张丹丹;无界区域上的区域分解算法[D];合肥工业大学;2009年
9 田瑞瑞;粘弹性边界条件下方家湾黄土隧道结构的地震动稳定研究[D];兰州理工大学;2012年
10 张坤;天津市某超高层建筑地震响应分析[D];天津大学;2012年
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