土层性质对SH波场地放大效应的影响

采用基于波传播理论的结构分析直接刚度法,分析了SH波入射时,土层性质对刚度增长场地、含刚性土层场地和含软弱土层场地放大效应的影响.得出的结论可帮助提前预估自由场地的地震反应.     

土层性质对入射平面P波场地放大效应的影响

采用直接刚度法,在频域内求解了层状弹性半空间中入射平面P波的场地放大效应问题。将控制点选在假想基岩露头,通过集整土层及半空间的动力刚度矩阵,形成整个场地的动力刚度矩阵,利用场地离散动力平衡方程求解土层顶面位移幅值与控制点位移幅值的比值,即放大系数。本文分析了P波入射时,土层性质对刚度增长场地中含刚性土层场地和含软弱土层场地放大效应的影响。得出的结论可帮助预估自由场的地震反应。     

土层性质对入射平面P波场地放大效应的影响

采用直接刚度法,在频域内求解了层状弹性半空间中入射平面P波的场地放大效应问题。将控制点选在假想基岩露头,通过集整土层及半空间的动力刚度矩阵,形成整个场地的动力刚度矩阵,利用场地离散动力平衡方程求解土层顶面位移幅值与控制点位移幅值的比值,即放大系数。本文分析了P波入射时,土层性质对刚度增长场地中含刚性土层场地和含软弱土层场地放大效应的影响。得出的结论可帮助预估自由场的地震反应。     

土层性质对入射平面SV波场地放大效应的影响研究

采用直接刚度法,在频域内求解了层状弹性半空间中入射平面SV波的场地放大效应问题.将控制点选在假想基岩露头,通过集整土层及半空间的动力刚度矩阵,形成整个场地的动力刚度矩阵,利用场地离散动力平衡方程求解土层顶面位移幅值与控制点位移幅值的比值,即放大系数.分析了SV波入射时,土层性质对刚度增长场地中含刚性土层场地和含软弱土层场地放大效应的影响.     

地震作用下可液化饱和自由场地动力响应

针对既定埋深条件下的可液化自由场地在地震作用下动力响应问题,基于OpenSEES计算程序和有效应力动力分析方法,通过建立自由可液化饱和场地数值计算模型进行了耦合动力响应分析.计算结果表明:可液化场地β谱曲线卓越平台随埋深的增加而逐渐变窄,场地土层存在典型的高频滤波、低频放大效应;随着土层埋深和土层密实度增加,砂土层内的液化趋势明显减弱;饱和砂土和黏土层在地震作用下会分别发生剪缩效应和循环软化效应,进而使得土体产生不可恢复的残余变形及地表震陷.     

SH波入射时浅埋衬砌结构的动力分析

建立了求解半无限空间中界面附近圆形衬砌结构对SH波散射问题的解析方法。在复平面上构造出一个可以预先满足半空间自由表面上应力自由的边界条件的浅埋圆形衬砌对稳态SH波散射的波函数。再利用衬砌周围的边界条件，将该问题归结为对一组无穷代数方程组的求解。最后给出了算例，并讨论了其数值结果。可以看到，选用硬的衬砌并适当增加衬砌厚度可以有效的减少介质内的应力。     

SH波入射时浅埋结构的动力分析

建立了求解浅埋圆形孔洞对稳态SH波散射以及浅埋结构动力分析的解析方法。利用SH波散射的对称性和多极坐标的方法,构造出了一个可以预先满足水平地面上应力自由边界条件的圆形孔洞对稳态SH波散射的波函数。利用这一波函数,可将该问题转化成对一个圆形孔洞散射的求解问题。该问题的解答,最终又可归结为对一组无穷代数方程组的求解问题,并可利用截断有限项的方法对其进行计算。最后给出了当稳态SH波入射时有关浅埋圆形孔洞附近的动应力集中问题的算例和数值结果,并讨论了波数与浅埋圆形孔洞孔心至自由边界距离变化对动应力集中的影响。     

水平地震作用下阶梯式复杂土层边坡动力响应及稳定性分析

针对一阶梯式复杂土层边坡,采用人工修正的加速度时程作为地震输入条件,引入三量放大系数对土坡坡面质点进行地震时程响应分析,并采用Newmark滑块分析法和有限元动力时程分析法计算其稳定性.计算结果表明,在水平地震波作用下,阶梯式土坡坡面质点的水平位移和水平速度随距坡脚的沿坡面距离的增大而增大,且最大值都出现在坡顶,地震加速度放大系数呈不规则分布,受地震累积效应影响,土坡坡面质点三量响应滞后于地震波谱变化;拟静力法计算的安全系数偏保守,有限元动力时程分析法和Newmark法计算后通过处理的各项安全系数结果相近.     

饱和砂土场地在小震下的响应

水平场地地震响应分析是岩土地震工程实践中最重要的问题之一.深圳近年多次经历外围地震引起的小振动,因而研究场地在小震作用下的响应有特殊意义.利用香港科技大学离心机及双向振动台,进行饱和砂土场地的动力模型试验.观测模型在原型峰值加速度为0.07g的小震作用下,加速度、侧向位移、竖向沉降及超静孔压等方面的响应.发现在地震过程中,土体变形较小,超静孔压比也小于0.5,但超静孔压的变化使场地固有频率靠近输入地震波的频率,加速度的放大系数最大可达到3.67.分析结果表明,小震作用下场地虽不大可能发生液化,但在特定情况下,仍可能对上部结构造成破坏.     

简谐SH波作用下管桩的振动特性

在一维波动模型的基础上得到了简谐SH波作用下桩周土和桩芯土的位移。在三维轴对称的情况下,运用势函数和分离变量法求解了简谐水平集中荷载和SH波引起的管桩桩周土和桩芯土的振动问题,得到了桩周土和桩芯土的径向位移和环向位移。考虑管桩土动力相互作用和管桩土的连续性边界条件对简谐水平集中荷载和SH波作用下管桩的振动进行了研究,得到了管桩桩顶的动力放大因子。通过数值算例分析可知,简谐SH波作用下管桩存在共振现象;管桩管壁过薄宜导致桩基失稳;相同外径情况下采用管桩要比实芯桩的抗震性能更好。     

SH波入射时浅埋圆形结构附近半圆形沉积谷地的地震动

为了研究局部地形对地震动的影响,应用辅助函数、复变函数和移动坐标方法研究浅埋圆形结构附近半圆形沉积谷地的地震动.通过具体算例,讨论半圆形沉积谷地表面上的地震动、浅埋圆形结构周边位移及动应力集中系数.结果表明:相对半空间较“软”的浅埋圆形结构对半圆形沉积谷地地震动有巨大的放大作用,沉积谷地对浅埋结构FDSC的影响相对不大.     

非线性成层地基非平稳动力响应可靠度分析

针对非线性成层地基进行了随机动力有限元分析，求得地基土层的非平稳动力响应及其可靠度。
利用Hardin-Drnevich双曲线模型考虑土层的非线性，通过迭代计算得到土单元的剪切模量与阻尼比。引
入虚拟激励法，将地震加速度非平稳功率谱密度作为虚拟输入，运用有限元方法对土层进行地震响应分析
，得到地基各种动力响应的时变功率谱密度、时变根方差及不同阈值下的时变可靠度。计算结果表明，由
于土层非线性的影响，在非平稳地震输入下，地基系统的自振特性随时间而改变，响应的非平稳特性十分
明显。     

A theoretical analysis of vertical dynamic response of large-diameter pipe piles in layered soil

Considering the viscous damping of the soil and soil-pile vertical coupled vibration, a computational model of large-diameter pipe pile in layered soil was established. The analytical solution in frequency domain was derived by Laplace transformation method. The responses in time domain were obtained by inverse Fourier transformation. The results of the analytical solution proposed agree well with the solutions in homogenous soil. The effects of the shear modulus and damping coefficients of the soil at both outer and inner sides of the pipe pile were researched. The results indicate that the shear modulus of the outer soil has more influence on velocity admittance than the inner soil. The smaller the shear modulus, the larger the amplitude of velocity admittance. The velocity admittance weakened by the damping of the outer soil is more obvious than that weakened by the damping of the inner soil. The displacements of the piles with the same damping coefficients of the outer soil have less difference. Moreover, the effects of the distribution of soil layers are analyzed. The results indicate that the effect of the upper soil layer on dynamic response of the pipe pile is more obvious than that of the bottom soil layer. A larger damping coefficient of the upper layer results in a smaller velocity admittance. The dynamic response of the pipe pile in layered soil is close to that of the pipe pile in homogenous soil when the properties of the upper soil layer are the same.     

多自由度体系在平稳随机反应下的动力可靠性分析

本文对最弱链环多自由度结构提出求解体系动力可靠度上、下限的计算方法。对于平稳反应体系的动力可靠性分析提出一种计算策略,并对单自由度动力可靠性计算的Poisson公式进行了简化改进。最后给出了一个工程算例。     

浅埋圆形夹杂附近半圆形沉积层对SH波的散射与地表位移

采用辅助函数思想,利用复变函数和多极坐标的方法给出地下浅埋圆形夹杂与地面上半圆形沉积层对SH波散射问题的解答.在求解过程中,采用"分区"和"契合"的方法,分别构造各"分区"的位移场和应力场,并在对应的"公共边界"上分别实施位移和应力连续条件,建立起求解该问题的无穷代数方程组,给出分析例题和数值结果,并对其进行讨论.     

粘弹性几何非线性梁动响应分析

本文用有限元法研究了在小应变中转动几何非线性情况下粘弹性材料梁的动响应问题，对粘弹性几何非线性梁的研究表明，在适当考虑梁的几何非线性性质的情况下，粘弹性阻尼梁具有更好的减振效果．     

伞形膜结构在冰雹荷载作用下的非线性动力响应

对伞形张拉膜结构在自然灾害等外荷载冲击下的振动反应进行研究,为实际工程膜结构建筑受灾破坏分析提供依据。基于冯·卡门大挠度理论和薄板振动理论,建立伞形张拉膜结构在冰雹荷载作用下的非线性动力响应控制方程。采用贝塞尔函数及欧拉方程求得其振型函数,再运用KBM摄动法和迦辽金法对控制方程求解,得到其动力响应的近似解析解。利用Mathmatics软件对方程进行求解并对求解后的数据进行整理,通过Origin绘图软件画出膜面受迫振动后的时程位移图。采用ANSYS软件建立伞形张拉膜结构的有限元模型;再通过LS-DYNA显示动力学模块对冰雹冲击膜面的动力过程进行模拟,得到膜面动力响应的结果。同理,画出数值模拟结果的位移图,将整理后的理论与数值分析数据结果进行对比分析,结果表明,理论解析和数值分析结果吻合。