成层场地振动特性及地震反应简化解析解的完整形式

0　引　　言 场地的振动特性与地震响应分析是工程场地地震危险性评价及地震的场地效应评价和地震小区划研究中的基本问题,由于天然场地的成层性,考虑土层的成层非均质性,发展复杂条件下土层振动特性与地震响应简化分析方法是十分必要和具有实际意义的。基于黏弹性理论的一维剪切条模型(在早期称之为剪切梁模型)能够简便地估算场地的自振特性与基岩地震动作用下的地震响应,从而在工程实际中得到了广泛应用[1～4]。高玉峰等在《岩土工程学报》发表了短文“成层地基一维土层地震反应解析解”[5],针对成层地基,基于一维剪切条模型在时域上给出了地震动力响应的解析解答,王春玲和黄义近期在《岩土工程学报》对高玉峰等的论文进行了讨     

对"后注浆钻孔灌注桩承载性状试验研究"讨论的答复

感谢王春玲及黄义同志对拙文“成层地基一维土层地震解析解”进行讨论 ,现按问题类型进行答复如下 :(1)　问题 (1)、(5 )的答复同意讨论者观点 ,对于成层地基的地震反应 ,各层的自振频率和振型函数与各层的物理参数有关[1 ] 。本人在设定解问题解的时候 ,原本通过三角函数前各自的系数体现出这一观点(原文中式 (19)、(2 1)、(2 4) )。(2 )　问题 (1) (4 )及 (6)的答复问题 (1) (4 )主要讨论时间响应函数Tn(t)的形式及定解题解答的严格性。本人在建立成层地基一维土层地震反应定解问题后 ,想寻求一种简单的时间域内完全解析解。推求时 ,考虑…     

对“成层地基一维土层地震反应解析解”讨论的答复

 感谢王春玲及黄义同志对拙文“成层地基一维土层地震解析解”进行讨论 ,现按问题类型进行答复如下 :(1)　问题 (1)、(5 )的答复同意讨论者观点 ,对于成层地基的地震反应 ,各层的自振频率和振型函数与各层的物理参数有关[1 ] 。本人在设定解问题解的时候 ,原本通过三角函数前各自的系数体现出这一观点(原文中式 (19)、(2 1)、(2 4) )。(2 )　问题 (1) (4 )及 (6)的答复问题 (1) (4 )主要讨论时间响应函数Tn(t)的形式及定解题解答的严格性。本人在建立成层地基一维土层地震反应定解问题后 ,想寻求一种简单的时间域内完全解析解。推求时 ,考虑棍土层阻尼系数相等 (     

成层软粘土地基粘弹性一维固结半解析解

针对成层粘弹性地基模型 ,建立了求解一维固结问题的半解析方法 ,编制了相应的计算程序。通过在单层情况下与解析解的比较 ,说明半解析方法是非常有效的。此外 ,通过对单级等速加荷情况的计算 ,得到了有关的固结曲线 ,揭示了成层粘弹性地基的固结特性     

SH波作用下粘弹性半空间场地土地震反应分析

本文考虑稳态简谐SH波激励下的谐和振动和场地土的材料阻尼,建立弹性动力反平面应变模型,采用一维粘弹性波动理论进行土层地震反应分析,得出基岩运动输入下半空间上覆粘弹性场地土体系的解析解.利用此解来分析SH波激励下粘弹性场地土动力效应,讨论不同场地土的动力特性参数对粘弹性场地土动力效应的影响.土-结构物动力相互作用和材料阻尼对场地土地震反应有很明显的影响,这为工程中的地震场地效应评价、震害分析和结构抗震设计都提供一定的参考依据.     

基于三维黏弹性动力人工边界仿真模拟的结构楼层反应谱分析

针对某特定工程,依据不同的土层参数,通过设置边界弹簧和阻尼模拟地基土作用,构造三维黏弹性动力人工边界有限元模型,进行随机地震反应数值仿真;依据合成的基准地面SL-2、SL-1的基岩设计地震动时程,进行工程成层地基模型的自由场地震反应时程分析,建立了各楼层的考虑土-结构相互作用的地震反应及各层水平和竖向加速度反应谱的计算。     

变荷载下考虑非达西渗流的一维固结半解析解

 基于非达西渗流定律,运用成层地基线性固结解析解与数值离散相结合的半解析方法,得到变荷载作用下一维固结问题的半解析解。将半解析解与达西渗流下的解析解和非达西渗流下的差分解进行对比,验证半解析解的可靠性。进而对不同参数下的固结性状进行分析。结果表明：非达西渗流模型中的参数对一维固结性状有重要影响,指数越大、临界水力坡降越大,则土层的固结速率越慢;同时,荷载的大小与土层厚度对土层固结性状有重要影响,作用于土层的荷载越大,则固结速率越快;土层越厚,则固结速率越慢。在非达西渗流下,传统固结理论中固结时间与土层厚度平方成正比的相似关系不再满足。荷载的加荷速率越快,则土层的固结速率越快。最后,讨论了达西渗流定律在一维固结计算中的适用范围。     

基于比例边界有限元法的成层半空间中斜坡场地地震响应计算模型

由于左右侧不对称且不规则的边界条件延伸到远场,斜坡地形场地的地震波动场求解存在一定困难。为得到成层半空间中斜坡地形场地的地震动力响应,基于波场理论提出一种以相似拼接线为缩放中心的比例边界有限元法计算模型：首先将待求波动场分解为具有规则边界条件的已知波场和由已知波场在真实不规则边界处引起的散射波场,然后通过在斜坡场地的不规则边界处施加等效地震荷载将散射波场的求解由外源输入问题转化为内源辐射问题,最后推导了适用于水平及倾斜成层、左右岸不对称等复杂地基的比例边界有限元法,可沿径向解析地求解斜坡场地的内源辐射问题。通过与文献中均质和成层弹性半空间中凹陷地形场地在SH波入射条件下地表动力响应进行对比,表明了计算模型的准确性,并通过分析成层半空间中斜坡地形场地的波动响应验证了模型的有效性。提出的计算模型,为复杂地基-结构相互作用分析的输入波动场计算提供了新的技术手段。     

双层非饱和土地基一维固结半解析解

基于Fredlund和Hasan的非饱和土一维固结理论,将非饱和地基假定为双层,引入层间渗流连续条件,得到双层非饱和土地基一维固结控制方程。采用Laplace变换将偏微分方程组转化为常微分方程组,求解得到双层非饱和土地基在单面、双面渗透边界条件下超孔隙压力和沉降在Laplace域内的解;并利用Crump数值方法实现Laplace逆变换,最终得到时间域内双层非饱和土地基一维固结的半解析解。通过与已有文献和有限差分解的结果比较,验证了所得半解析解的有效性。基于得到的解答,结合算例考察了不同层间渗透系数比下,双层非饱和土地基中超孔隙压力的分布规律;并通过参数分析讨论了土层厚度比和层间渗透系数比对双层非饱和土地基沉降的影响。     

线性剪切模量地基的地震响应分析

文章基于改进的一维剪切梁模型,讨论剪切模量是其深度线性函数的地基土的地震响应分析。先由地基土微单元的动力平衡,建立地基土地震响应的控制方程,然后用分离变量法求解其控制方程,且结合边界条件,得出地基土的振型函数和频率方程,并利用数值方法求解该频率方程,得到地基土的前8阶频率,利用振型叠加法及振型函数的正交性,求得在已知边界条件下地基土的参与系数及稳态动力响应的封闭型解析表达式,进而得到地基土与基岩的相对位移、绝对加速度和剪应力的解析表达式,最后,利用龙格-库塔法,做出地基土的最大反应值（相对位移、绝对加速度和剪应力）。