地下结构地震响应分析的高效混合模拟方法

数值模拟是地下结构抗震分析的重要手段之一，然而地震动输入及边界效应、模型尺度规模等因素均会影响数值模拟的计算精度和效率，并且存在计算尺度、计算时间、计算精度之间的矛盾，因此如何高效、精确地模拟地下结构与地层相互作用体系的地震响应仍是亟待解决的关键问题。基于区域缩减法（DRM）将边界元和有限元相融合的核心思想，旨在建立能够合理模拟地下结构-地层系统地震响应特征的高效混合分析方法。首先将地下结构-地层整体模型划分为近场地层-结构内域子模型和远场地层外域子模型，通过构造重合节点保证内域-外域耦合边界处的位移连续性；其次，基于边界元求解外域自由场或地形影响下的非自由场地震动特征，并采用DRM构造矩阵方程将外域动力响应转化为等效地震荷载，可以在保证地震动合理输入的前提下极大地缩减外域模型尺寸，进而实现对内域中地下结构地震响应的快速参数化分析；最后，设计了两组典型算例以检验该方法的可靠性和高效性。结果表明：对于无地形影响下的双线隧道地震响应模拟，通过与远置边界参考解对比验证了方法的有效性；对于受地形条件影响下的双线隧道地震响应模拟，本方法在保证精度要求的基础上极大缩减了包括地形在内的外域模型范围，...