本文關(guān)鍵詞： 粘彈性人工邊界 自由場(chǎng) 飽和土 地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu) 土—結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用　出處：《福州大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：研究土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用問(wèn)題需要考慮波動(dòng)能量向無(wú)限域地基的傳播。自然界中飽和土由固體骨架和填充于空隙中的流體組成。在動(dòng)力荷載下,固相與液相之間存在動(dòng)力相互作用,因此同單相固體介質(zhì)相比,按照飽和多孔介質(zhì)的特性分析地基土更加合理。由于飽和多孔介質(zhì)波動(dòng)理論比較復(fù)雜,對(duì)于飽和多孔介質(zhì)動(dòng)力響應(yīng)解析解的研究大多都僅局限于簡(jiǎn)單的邊界情況。對(duì)于復(fù)雜的幾何形狀以及考慮近場(chǎng)區(qū)域介質(zhì)的非均勻和非線性時(shí),分析無(wú)限或半無(wú)限空間的時(shí)域動(dòng)力問(wèn)題通常采用有限元模型的數(shù)值方法進(jìn)行分析,此時(shí)采用的有限域?yàn)榱朔从碂o(wú)約束域能量輻射效應(yīng)影響,需引入虛擬的人工邊界條件。不同的人工邊界對(duì)模擬精度的影響較大。本文采用有限元分析方法,將結(jié)構(gòu)周?chē)耐馏w視為固-液二相介質(zhì),對(duì)地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬�？偨Y(jié)了地下結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的一些規(guī)律。論文主要包括以下內(nèi)容：(1)研究了考慮雙相介質(zhì)的人工邊界,建立自由場(chǎng)模型,與廣義解析解比較,分析了采用固定邊界、粘性邊界及粘彈性邊界對(duì)計(jì)算的結(jié)果精度的影響,驗(yàn)證了粘彈性邊界條件。(2)將輸入地震動(dòng)場(chǎng)轉(zhuǎn)化為施加在人工邊界節(jié)點(diǎn)上的等效荷載,采用輔助計(jì)算程序計(jì)算,實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)荷載在有限元軟件上的施加,并建立二維自由場(chǎng)模型,分析了不同地震波作用下自由場(chǎng)的地震響應(yīng),比較了采用單相介質(zhì)和雙相介質(zhì)模型進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果。(3)根據(jù)實(shí)際地鐵車(chē)站工程,建立了地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)的二維有限元模型。對(duì)比分析了考慮飽和土情況下和采用單相介質(zhì)土情況下地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)在水平地震作用下的地震反應(yīng),同振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)進(jìn)行比較,分析地鐵車(chē)站相應(yīng)的內(nèi)力分布規(guī)律及土動(dòng)力反應(yīng),討論了橫向地震輸入下車(chē)站結(jié)構(gòu)的最不利位置和抗震措施。
[Abstract]:The study of soil-structure dynamic interaction needs to consider the propagation of wave energy to the infinite subgrade. The saturated soil in nature consists of solid skeleton and fluid filled in the void. There is a dynamic interaction between solid and liquid phase, so it is more reasonable to analyze the foundation soil according to the characteristics of saturated porous media than that of single-phase solid medium. The analytical solution of the dynamic response of saturated porous media is mostly confined to simple boundary case. For complex geometry and considering the nonuniformity and nonlinearity of near-field media, the analytical solution of the dynamic response of the saturated porous media is mostly confined to the simple boundary case. The numerical method of finite element model is usually used to analyze the time-domain dynamic problems in infinite or semi-infinite space. The finite domain is used to reflect the effect of energy radiation in unconstrained domain. It is necessary to introduce virtual artificial boundary conditions. Different artificial boundaries have great influence on the simulation accuracy. In this paper, the soil around the structure is regarded as a solid-liquid two-phase medium by using finite element method. Numerical simulation of seismic response of underground structure is carried out. Some laws of seismic response of underground structure are summarized. The main contents of this paper are as follows: 1) the artificial boundary of two-phase medium is studied, and the free field model is established, which is compared with the generalized analytical solution. The influence of the fixed boundary, viscous boundary and viscoelastic boundary on the accuracy of the calculation results is analyzed. It is verified that the viscoelastic boundary condition .2) transforms the input ground motion field into equivalent load applied on the artificial boundary node. The application of nodal loads on finite element software is realized by using the auxiliary calculation program, and the two-dimensional free field model is established, and the seismic response of the free field under different seismic waves is analyzed. The calculation results using single-phase medium model and two-phase medium model are compared according to the actual subway station project. The two-dimensional finite element model of subway station structure is established, and the seismic response of subway station structure under horizontal earthquake under the condition of saturated soil and single-phase medium soil is analyzed and compared with the shaking table test. The distribution law of internal force and soil dynamic response of subway station are analyzed, and the most disadvantageous position and seismic measures of station structure under lateral earthquake input are discussed.
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TU435

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本文編號(hào)：1511238