【摘要】：地震荷載會導致混凝土壩發(fā)生不同程度的損壞,因此進行混凝土壩抗震安全研究工作具有非常重要的意義。地震易損性分析的結(jié)果能用于評估混凝土壩在不同等級地震荷載作用下發(fā)生不同程度破壞的概率,可為混凝土壩抗震安全評價以及抗震設計提供依據(jù)。本文在進行混凝土壩地震易損性時,以混凝土壩位移作為易損性指標,并給出了相應的破壞等級劃分標準,建立了基于位移的混凝土壩地震易損性研究方法,本文的研究內(nèi)容主要分為以下三部分:(1)針對粘彈性人工邊界在進行混凝土壩動力響應計算時前處理時間較長,提出了基于薄層單元的粘彈性人工邊界的模擬。將薄層單元理論與粘彈性人工邊界理論相結(jié)合,依據(jù)單元矩陣等效原理,通過薄層單元構造等效粘彈性邊界單元。通過在有限元軟件中設置薄層單元的參數(shù)屬性,實現(xiàn)了粘彈性人工邊界的模擬。最后通過某混凝土重力壩工程實例對該方法進行了精度驗證,相關結(jié)果可對水工結(jié)構抗震分析提供借鑒。(2)建立了壩體—地基系統(tǒng)有限元模型,將LHC拉丁超立方抽樣與數(shù)值方法相結(jié)合構造壩體—地基系統(tǒng)的地震易損性曲線,地震動的輸入為不同震級下的實測地震波,采用LHC抽樣考慮壩體以及地基材料參數(shù)的隨機性,并以壩趾沿建基面的累積滑動位移為易損性指標。采用正交試驗對易損性分析中的不確定性因素(峰值加速度、接觸面摩擦系數(shù)、地基彈性模量、壩體混凝土抗拉強度)進行了參數(shù)敏感性分析。通過該方式可計算混凝土壩在各級地震作用下的易損性概率,為混凝土壩抗震設計以及抗震設防提供依據(jù)。(3)基于離散魯棒學習機(ORELM)的非線性函數(shù)逼近能力,提出一種基于ORELM的混凝土壩易損性研究方法,極大的減少了動力時程分析的次數(shù),提高了混凝土壩易損性研究效率。進行某拱壩易損性分析時,在考慮地震動不確定性的基礎上,同時考慮了橫縫摩擦系數(shù)、地基彈模及壩體混凝土抗拉強度等隨機變量,改進了以往在建立拱壩易損性曲線時僅考慮地震動這一單一變量的情況。同時,將極限學習機與蒙特卡羅仿真(MCS)相結(jié)合所建立的易損性曲線精度更高,更具有工程參考價值。
【圖文】：

[69]。圖2-1 單軸受拉的應力應變曲線Fig.2-1 Stress-strain curve under uniaxial tension對于非線性問題 Abaqus/standard 采用 Newton-Raphson 算法進行求解。在非線性問題的求解過程中，荷載以增量的形式施加與結(jié)構。對于每一個給定的增量步驟，ABAQUS/standard 均要進行多次迭代才可獲得一個可行解。Abaqus/Explicit 在進行非線性問題求解時不需要迭代，而是顯式地從上一個增量步驟的靜態(tài)推導出當前步驟的解析解。雖然 ABAQUS/Explicit 需要將整個加載步驟分解成大量的增量步驟，，但是每一個增量步驟都可以顯式地求出方程的解，而不需要迭代，這在很大程度上提高了計算效率。判定彈性狀態(tài)和彈塑性狀態(tài)界限的方程為： 1 2, , , , 0P P PNf （2-15）式（2-15）為屈服準則。式中 表示應力，pi 表示第i個強化參數(shù)，iP 表示和第 i 個

表示有效壓縮黏聚力。圖2-2 不同的cK 值在對應的偏應力平面上的屈服面Fig. 2-2 Yield Surface of Different Values on the Corresponding Deviation Stress Plane
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TV642

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本文編號：2669563