斜入射条件下地下结构时域地震反应分析初探

通过采用平面波和远场散射波混合透射的应力人工边界条件,得到了地震波斜入射的解析方式,以此为基础建立了地震波斜入射条件下,土体与地下结构动力相互作用的时域计算分析模型。以实际建设的南京地铁某车站结构为研究对象,应用大型通用有限元分析软件ANSYS,进行了地震波斜入射条件下地下结构时域地震反应的计算和分析。初步结果表明:在地震波斜入射的情况下,地下结构的动力反应与地震波垂直入射时有较为明显的差异。

大型水电站地下洞室群三维地震反应时域分析

建立了某水电站地下厂房洞室群的三维有限元模型,采用粘弹性边界及相应的地震动输入方法,进行了SV波竖直入射下的动力响应时域分析。分析结果表明:地震时,动位移、加速度幅值沿洞室断面高程逐渐增大;各洞室相交部位、洞脚、沿洞室轴向和横向突变部位的动拉、压应力较其他部位大;同一断面内沿高度方向垂直于洞室轴向的水平动位移和加速度在时程波形变化及频谱图上,各点非常接近,但动应力差别较大。

基于黏弹性边界的拱坝地震反应分析方法

无限地基的能量辐射效应是影响拱坝地震反应的一个重要因素。本文提出将一种新的黏弹性人工边界结合显式有限元的时域波动求解方法用于拱坝—地基系统的地震反应分析,地震动输入通过分别将底边界入射位移时程和侧边界自由场时程对应的解析应力时程作为边界荷载实现。该方法具有较高的计算精度,且不存在高、低频计算失稳问题。文中以小湾拱坝地震反应分析为例,比较了透射边界、黏弹性边界两种计算方法的计算结果,论证了本文建议方法的有效性。

基于两类典型动力人工边界的水电站地下洞室群地震反应分析

通过自编子程序实现粘弹性边界及二阶透射边界的施加及相应的地震动输入,并内置于大型通用有限元分析软件系统中,采用隐式积分算法进行动力分析,以实现无条件稳定的地震反应时域分析。算例精度和准确度验证了该程序的有效性,将其应用于大型地下厂房洞室群的地震反应计算,给出了洞室不同位置的应力、位移和加速度的幅值分布及时程变化曲线,为深入了解地震作用下洞室群的动力反应特点提供了参考。

基于黏弹性边界的地震波斜入射方法研究

地震动输入的形式的选取是计算水工建筑物地震反应的重要问题。本文在前人工作的基础上,采用工程波动理论,总结推导出基于黏弹性边界的二维P波和VS波的等效荷载计算公式,进而施加在人工边界上,实现地震波的斜输入。通过斜输入算例表明,本文的黏弹性边界地震波斜输入方法很好反映P波和VS波的斜入射情况,具有较高的精度,能够有效应用于地震斜输入过程中结构与地基的相互作用的计算中。