堤坝非线性地震响应的离散型剪切条模型等价线性化方法

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1、第25卷第1期岩石力学与工程学报Vol.25No.12006年1月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJan.，2006堤坝非线性地震响应的离散型剪切条模型等价线性化方法1，2，31，2栾茂田，李湛(1.大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024；2.大连理工大学土木水利学院岩土工程研究所，辽宁大连116024；3.中国科学院武汉岩土力学研究所，湖北武汉430071)摘要：基于一维剪切梁计算模型，对堤坝非线性地震动力响应提出了改进的等价线性化方法。首先，考虑土的

2、剪切刚度与阻尼的层状分布，建立了离散型剪切条计算模型，通过求解确定了堤坝的自振特性，基于黏线弹性模型给出了堤坝地震反应封闭形式的解答，然后，将所得到的黏线弹性解答与等价线性化方法相结合，通过反复迭代使每层的模量和阻尼比与其自身的剪应变相协调，由此确定与堤坝非线性系统相等效的线性体系，并以所得到的地震响应作为非线性地震响应的近似解；最后，通过对算例的数值计算与分析论证了这种以剪切条模型为基础的堤坝非线性地震响应等价线性化方法的合理性。关键词：岩土工程；地震响应；剪切条模型；非线性分析；等价线性化方法；黏弹性模型中图分类号：TU45文

3、献标识码：A文章编号：1000–6915(2006)01–0040–07EQUIVALENTLINEARIZATIONTECHNIQUEBASEDONDISCRETESHEAR-SLICEMODELFORNONLINEARSEISMICRESPONSEOFEMBANKMENTS1，2，31，2LUANMao-tian，LIZhan(1.StateKeyLaboratoryofCoastalandOffshoreEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian，Liaoning11602

4、4，China；2.InstituteofGeotechnicalEngineering，SchoolofCivilandHydraulicEngineering，DalianUniversityofTechnology，Dalian，Liaoning116024，China；3.InstituteofRockandSoilMechanics，ChineseAcademyofSciences，Wuhan，Hubei430071，China)Abstract：Asasimplifiedanalyticalprocedure，thes

5、hear-beamorshear-slicemodeliswidelyemployedforevaluatingdynamicresponseofearthdamsorembankments.Inordertoimprovetheaccuracyorextendtherangeofthissimplifiedmodel，manyeffortshavebeenmadeinthepastseveraldecades.Amodifiedequivalentlineartechniqueforanalysisofseismicrespon

6、seofembankments，whichisbasedonone-dimensionalshear-slicemodelispresented.Intheproposedmethod，thediscreteshear-slicemodelisdevelopedtoconsiderthelayereddistributionofshearmodulianddampingratiosofsoilswithdepth.Thedifferentialequationsforgoverningthevibrationofembankmen

7、taresolvedmathematicallyundertheassumptionthatthesoilsofembankmentdisplayvisco-linear-elasticbehavior；andtheclosed-formsolutionsforthenaturalcharacteristicsandseismicresponseoftheembankmentareobtained.Theachievedlinearsolutionsareincorporatedwithequivalentlinearizatio

8、n收稿日期：2004–10–25；修回日期：2005–02–05基金项目：国家自然科学基金资助项目(50179006，50579006)；教育部跨世纪优秀人才培养计划研究基金资助项目；中国科学院武汉岩土力学研究所前沿领域基础研究基金资助项目(Q11