土-结构-流体动力相互作用的实时耦联动力试验

《土-结构-流体动力相互作用的实时耦联动力试验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第31卷第12期岩土力学Vol.31No.122010年12月RockandSoilMechanicsDec.2010文章编号：1000－7598(2010)12－3765－06土-结构-流体动力相互作用的实时耦联动力试验迟福东，王进廷，金峰，汪强（清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084）摘要：针对振动台试验中无限地基难以模拟和数值分析中流-固耦合作用难以计算两个难题，将最近发展的实时耦联动力试验方法引入土-结构-流体动力相互作用问题的研究。以一个渡槽结构为例，其中渡槽-水体作

2、为物理子结构，采用振动台进行物理试验，而无限地基作为数值子结构，采用集总参数模型进行数值模拟。两个子结构之间实时交换数据，联合评估整个耦合体系的动力响应。试验结果和有限元数值模拟结果吻合良好，表明该试验方法具有较高精度。对不同特性地基土进行的试验对比分析结果表明：对于软土地基，考虑土-结构相互作用(SSI)的结构反应幅值明显减小，周期延长；随着地基土变硬，SSI效应逐渐变弱，结构反应最终收敛至刚性地基解。关键词：土-结构-流体动力相互作用；实时耦联动力试验；渡槽结构；集总参数模型中图分类号：TU317

3、文献标识码：AReal-timedynamichybridtestingforsoil-structure-fluidinteractionanalysisCHIFu-dong,WANGJin-ting,JINFeng,WANGQiang(StateKeyLaboratoryofHydroscienceandHydraulicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Intraditionalshakingtabletest

4、semi-infinitefoundationisdifficulttoconsider;whereasinnumericalsimulationdynamicfluid-structureinteractionishardtocalculate.Todealwiththetwodifficulties,anewlydevelopedreal-timedynamichybridtestingmethodisemployedtosolvethedynamicsoil-structure-fluidint

5、eractionproblems.Takinganaqueductforexample,theaqueduct-watersystem,calledexperimentalsubstructure,isphysicallytestedonashakingtable;whilethesemi-infinitefoundation,callednumericalsubstructure,isnumericallymodeledbyalumped-parametermodel.Thedataexchange

6、betweenthetwosubstructuresisperformedinreal-time;thusthedynamicresponseofthewholecoupledsystemcanbeevaluated.Meanwhile,thefiniteelementanalysisisalsoimplementedtosimulatethetestmodel.Thecomparisonofthetestedresultswiththoseobtainedfromthefiniteelementan

7、alysisdemonstratesthatthereal-timedynamichybridtestingcanachievegoodtestaccuracyforthisdynamicinteractionproblem.Thetestsofthesoil-structureinteraction(SSI)effectsfordifferentsoilsshowthatthesoftsoilreducesthestructureresponseamplitudeandextendstherespo

8、nseperiod.Withsoilbecominghard,SSIeffectsdecreaseandthestructureresponseswillultimatelyconvergetothesolutionsofrigidfoundation.Keywords:dynamicsoil-structure-fluidinteraction;real-timedynamichybridtest;aqueduct;lumped-parametermo