三维黏弹性人工边界地震波动输入方法研究

《三维黏弹性人工边界地震波动输入方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第30卷第3期岩土力学Vol.30No.32009年3月RockandSoilMechanicsMar.2009文章编号：1000－7598(2009)03－0774－05三维黏弹性人工边界地震波动输入方法研究1123张波，李术才，杨学英，王锡平（1.山东大学岩土与结构工程研究中心，济南250061；2.山东城市建设职业学院，济南250014；3.山东大学土建与水利学院，济南250061）摘要：对三维黏弹性人工边界给出了一种实用的地震波动输入方法。用等效边界力法进行地震波动输入时，把入射地震波假设为竖直向上入射的平面波，使施加在人工边界上的总荷

2、载可以由输入波位移和速度的关系式完全表达，使地震动输入更容易在有限元计算程序中实现。解决了三维黏弹性人工边界采用球面波进行地震波动输入会出现尚待确定的未知项，不易实现地震波动的输入的困难。数值算例表明，该地震波动输入方法是十分有效的。关键词：结构-地基相互作用；黏弹性人工边界；地震波动输入中图分类号：TU435文献标识码：AResearchonseismicwaveinputwiththree-dimensionalviscoelasticartificialboundary1123ZHANGBo,LiShu-cai,YANGXue-ying,

3、WANGXi-ping(1.ResearchCenterofGeotechnicalandStructuralEngineering,ShandongUniversity,Ji’nan250061,China;2.ShandongUrbanConstructionVocationalCollege,Ji’nan250014,China;3.SchoolofCivilandHydraulicEngineering,ShandongUniversity,Ji’nan250061,China)Abstract:Apracticalmethodofse

4、ismicwaveinputonthree-dimensionalviscoelasticartificialboundaryispresented.Takingverticalplanewaveasincidentseismicwave,theloadsappliedonartificialboundariescanbeexpressedbydisplacementsandvelocitiesofinputwave,whichmakestheearthquakeeasytoinput.Thedifficultythatthereisanunk

5、nowntermwhichmakesseismicwavedifficulttoinputwhentheseismicwaveinputismadebysphericalwaveisovercome.Theaccuracyofthepresentedseismicwaveinputmethodisdemonstratedbynumericalexamples.Keywords:structure-foundationinteraction;viscoelasticartificialboundary;seismicwaveinput程序中实现等

6、特点得到广泛发展和应用。1引言地震波通过地基传递到上部结构，上部结构的半个世纪以前，当具有相对柔性和轻型的结构地震响应又返传到地基，向地基深处传播，在这个建于坚硬的地基上时，往往假定地基为刚性。自20过程中，结构与地基之间存在相互作用。在地基处世纪50年代以来，大型核电站、大跨度桥梁、大型正确的地震波动输入是有效解决地震作用下结构-水坝等重大工程相继修建，这类建筑具有刚度、重地基相互作用问题的重要前提。对考虑结构-地基相量、跨度都很大而地基则相对较为柔软的特点。这互作用的地震波动输入问题，文献[6]给出了一种适时，刚性地基假设不再合理，必须计入

7、结构-地基动[1]合于黏弹性边界的方法，将波动输入问题转化为波力相互作用的影响。分析结构-地基动力相互作用源问题。三维黏弹性人工边界以球面波进行地震波时，须从半无限的地球介质中切取出有限的计算区。动输入时不能将施加于人工边界的实现波动输入的在切取的边界上建立人工边界，用于模拟切除的无限域影响（见图1）。为此，多种人工边界得到了发总荷载用输入波动的位移(u)和速度(u")完整表达，展，如黏性边界[2]、旁轴近似边界[3]、透射边界[4]、给地震动输入带来了不便，本文对三维黏弹性人工[5－7]边界以远场平面波作为输入波，在直角坐标系下将黏弹性边界等

8、。其中黏弹性人工边界因边界模型简单、物理意义合理、自身稳定、易于在有限元波动输入时的总荷载完全用输入波动的位移(u)和收稿日期：2007-08-31基