SV波垂直入射下成层半空间地震动输入模型比较

在土-结构动力相互作用问题中常将该耦合结构体系分为远场和近场。远场地震动可施加在近场的底部和侧边界,或者仅施加在近场成层介质的底部。为研究这2种地震动输入模型的异同,文中利用比例边界有限元法严谨地模拟了远场动力刚度,实现等效地震动的输入;同时结合平面波波动理论,分析计算了SV波垂直输入时二维自由场地地震响应,研究了侧边界处地震荷载对自由场运动的影响,比较了不同地震动输入模型下等效地震力的大小。研究表明:侧向地震力对自由场动力反应的影响不可忽略,其影响随着近场宽度的增大而呈指数减少趋势。当均质弹性近场的宽深比(2 d/h)大于36时,采用底部输入模型求得的自由场运动数值解与理论解的误差在5%之内。在底部输入模型中,相比于考虑地震波在整个自由场传播,假设地震波在下卧层传播可减小自由场运动求解误差。

土-结构动力相互作用远场问题数值分析方法综述

土-结构动力相互作用(dynamic soil-structure interaction,DSSI)是结构动力分析中重要的研究分支。随着计算机技术和数值技术的发展,数值方法得到越来越广泛的应用。在采用数值方法解决土-结构动力相互作用问题时,常通过直接法或子结构法将开放的无限域体系转化成封闭的有限区域,并引入适当的人工边界来模拟无限土域对近场研究对象的影响。对近场的研究可涉及非线性问题,而远场问题的难点包括满足无穷远处的辐射条件和外源的动力输入。针对不同的问题,适用的数值方法不尽相同。本文就土-结构动力相互作用远场问题中作者认为常用的数值方法进行归纳总结。