土动力学与岩土地震工程研究

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1、土动力学与岩土地震工程研究专题报告人：杜修力主要内容一、前言二、历史回顾、现状和发展趋势土的动力特性和理论工程场地及岩土工程的动力反应、稳定分析及震害预测动载作用下饱和土壤的液化土与结构动力相互作用岩土工程数值模拟方法室内试验与现场监测技术抗震设计理论和方法新理论、新方法、新技术在岩土地震工程中的应用三、“十一·五”战略目标和重点方向1.土的动力特性和理论土的动力特性研究土的动力特性研究的主要内容⑴土的应力-应变关系⑵土的动力强度特性⑶土的动力刚度（变形）特性⑷土的动阻尼特性与能量耗散⑸动荷载作用下土中孔隙水压力的产生、发展与

2、耗散⑹饱和砂土的动力液化土的动力特性的研究手段以室内试验研究为主,辅以一定的原型试验和震害分析土的动力特性研究现有的发展水平基础振动（小应变范围）爆炸和冲击荷载（加荷速率和加荷时间）周期性荷载土的动力特性研究中存在的主要问题非饱和土的动力特性土在大应变范围（>1%）的动力特性土在长期动力循环荷载作用下的动力特性土的动力特性研究的发展趋势土的动力理论研究土的动力理论研究所包含的主要内容⑴土的动力强度理论⑵土的动力稳定性理论⑶土的动力本构理论⑷动荷载作用下的孔压模式⑸动荷载作用下饱和砂土的液化理论土的动力本构理论的研究手段基于试验

3、数据的理论分析和建模（粘）弹塑性理论模型热力学原理和能量耗散模型土体动力本构模型研究进展土体动力本构模型粘弹性模型弹塑性模型等效线性模型曼辛型非线性模型多屈服面模型边界面模型多机构模型土体动力本构研究中存在的主要问题对本构模型中的参数研究不足工程实用化模型研究不够模型的针对性（区域和土类等）不强复杂应力路径情况的研究不深入针对土体破坏后不稳定段变形的本构理论缺乏土体动力本构研究的发展趋势新的本构理论（不确定性、人工智能等）的研究加强模型参数的测定和分析研究以及模型验证长期循环荷载作用下的本构模型的研究不规则荷载作用下的本构模型

4、的研究区域土、特殊土的本构模型的研究考虑土体的结构性的本构模型的研究以宏观和微观相结合的方式研究本构模型结合具体工程的实用化本构模型的研究2.工程场地及岩土工程的动力反应、稳定分析及震害预测工程场地及岩土工程的动力反应分析分析模型基于等价粘弹性模型的等效线性分析模型基于（粘）弹塑性模型的真非线性分析模型总应力地震反应分析模型有效应力地震反应分析模型（分为排水和不排水两种）单相介质模型多相介质模型确定性模型非确定性模型研究手段连续介质和非连续介质力学的数值计算方法模型试验（振动台试验和离心机模型试验）原型观测存在主要问题模型尚需

5、完善（本构、界面的处理、边界处理、多因素耦合等）算法的适用性和效率模型试验还存在一些理论上的问题成果的评价以及数理模型与试验模型的比较研究发展趋势多耦合非线性有效应力动力分析理论和方法的研究岩土工程损伤破坏全过程分析理论的研究室内模型试验理论的研究地基及岩土结构的地震永久变形计算方法滑动体位移分析法整体变形分析法真非线性分析法工程场地及岩土工程的动力稳定性分析方法拟静力法基于地震反应分析的动力法岩土工程抗震安全评价及震害预测岩土工程非线性地震反应分析方法基于地震永久变形的安全评价方法岩土工程抗震稳定评价方法多准则抗震安全评价方

6、法（滑动破坏准则、永久变形破坏准则、液化破坏准则以及断裂破坏准则等）震害预测（人工智能、专家系统及新的信息处理技术）及防灾减灾对策研究动载作用下饱和土壤的液化土壤液化机理研究现状及发展趋势Casagrande（1936）临界孔隙比Casagrande（1975）稳态抗剪强度Seed&Lee(1966)初始液化Martin等（1975）根据室内试验结果，研究了饱和砂土孔隙水压力增长的机理门福录（1980）把液化区分为水力液化与剪切液化两种形式BerrillJ.B.&R.O.Davis（1985）、何广讷（1983、1987）从能

7、量的角度研究了砂土液化汪闻韶（1993）把饱和液化土（砂土）的液化机理归纳为循环活动性、流滑和砂沸三种类型土壤液化的判别和分析方法常用方法经验法动剪应力对比法发展趋势概率统计分析、随机振动理论和动力可靠性分析以及模糊数学理论和人工神经网络、HHT技术等应用于地震液化的分析和判别中。两相介质理论的应用土壤液化的试验研究循环三轴仪、循环单剪仪振动台试验、离心机模型试验液化引起的大变形及其工程影响土体液化后的传统分析方法1）固体模型2）流体模型3）宾汉模型液化后大变形对工程结构的影响评价爆炸冲击和波浪作用下的土壤液化问题4.土与结构

8、动力相互作用土与结构动力相互作用的研究方法研究方法：原型观测模型试验数理方法数理方法：整体法子结构法频域法时域法集总参数法存在的主要问题及发展趋势数理模型人工边界的处理土体与结构的材料非线性土体与结构的接触非线性损伤破坏和大变形土壤液化、震陷、失稳后大变形对结构动力反应的影响