行波激励下防波堤地震动力响应分析.pdf

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1、第35卷第6期岩土力学Vbl-35No．62014年6月RockandSoi1MechanicsJun．2O14文章编号l1000-7598-(2014)O6—1775—07行波激励下防波堤地震动力响应分析杨勋一，王欢欢一，余克勤，金先龙，2f1．上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海200240：2．上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；3．上海核工程研究设计院，上海200233)摘要：考虑到行波效应对防波堤地震动力响应的影响，建立了基于弹塑性本构的防波堤一地基系统三维有限元模型。分析中考虑了结构间的动态接触作用，并采用基于接触负载均衡

2、的显式并行计算方法，解决了大规模非线性有限元问题的求解困难。计算给出了不同视波速下行波效应对防波堤挡浪墙沉降、防波堤残余变形以及挡浪墙截面弯矩的影响程度及规律。结果表明：挡浪墙震后沉降随视波速增大而增大，并逐步逼近一致激励响应；行波效应对防波堤残余变形模式几乎没有影响，行波激励与一直激励下所得的残余变形模式基本一致，横波地震动输入下引起的震后残余变形要大于纵波输入下的残余变形；多数情况下，行波激励下的挡浪墙弯矩会比相应的一致激励下的响应大。分析方法及结果为防波堤三维整体抗震设计提供了参考。关键词；防波堤；地震响应；行波；并行计算；三维有限元；数值仿真中图分类

3、号：Tu452文献标识码：ASeismicdynamicresponseanalysisofbreakwaterundertravelingwaveexcitationsYANGXun一，WANGHuan—huan一，YUKe—qin，JINXian—long，(1．StateKeyLaboratoryofMechanicalSystemandVibration，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaotongUni

4、versity，Shanghai200240，China3．ShanghaiNuclearEngineeringResearchandDesignInstitute，Shanghai200233，China)Abstract：Three．dimensionalfiniteelementmodelofbreakwater—groundsystemisestablishedforcalculatingtheinfluenceoftravelingwaveexcitationbasedonelastoplasticconstitutivemode1．Conside

5、ringthedynamicbreakwater-soilinteraction，themodelissolvedbysupercomputerbasedoncontactbalancedalgorithmforexplicitparallelcomputing．111edificultyofcalculatingthelarge．scalenonlinearfiniteelementproblemsissolvedbasedonthismethod．Thesettlementofwavebarrier．thepermanentdeformationofbr

6、eakwaterandthebendingmomentofwavebarrierunderdiferentwavevelocitiesareresearched．Theresultsshowthatwhenconsideringthewavetravellingeffectofgroundmotion，thesettlementofwavebarrierincreaseswiththewavevelocityincreasing，andgraduallyapproachestheresponseofuniformexcitation．Thetravellin

7、gwaveeffecthaslittleeffectontheresidualdeformationmodeofbreakwater，andthedeformationmodeunderdifferentwavevelocitiesarealmostthesame．ThepermanentdisplacementofbreakwaterunderSHwaveexcitationisbiggerthantheoneunderPwaveexcitation．Inmostcases，thebendingmomentsofwavebarrierundernonuni

8、formexcitationarebiggertha