检索结果-南通市图书馆

弹性半空间夹杂群对平面SH波散射的快速多极多域边界元法模拟

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岩土力学 2017年第4期38卷 1154-1163页

作者：刘中宪武凤娇王冬张海天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室天津300384 天津城建大学天津市地震工程研究所天津300384

结合快速多极子展开技术,发展一种高精度快速多域间接边界元方法,用于求解弹性半空间大规模夹杂群对平面SH波的二维散射。数值检验表明,该方法能够高效精确地求解大规模多域散射问题,同时可大幅度降低计算存储量,据此在普通电脑上可实... 详细信息

结合快速多极子展开技术,发展一种高精度快速多域间接边界元方法,用于求解弹性半空间大规模夹杂群对平面SH波的二维散射。数值检验表明,该方法能够高效精确地求解大规模多域散射问题,同时可大幅度降低计算存储量,据此在普通电脑上可实现数百万自由度二维多域出平面散射问题快速求解,进而分别针对半空间中均匀分布和随机分布的夹杂群,探讨了夹杂群刚度、形状对其周围平面SH波散射的影响规律。研究结果表明:由于弹性波的多次散射相干,使得夹杂群对平面SH波的散射与单夹杂体存在显著差异,总波场空间分布特征和位移频谱特征更为复杂;平面SH波散射特性主要取决于夹杂体的材料软硬程度、几何形状特征和入射波的角度、频率。另外,研究方法和分析结论可为半空间复杂不均质体对sh波散射正、反演分析提供新的技术手段和理论依据。

关键词：多域散射平面SH波快速多极子展开间接边界元法夹杂群

层状半空间中周期分布凸起地形对平面SH波的散射

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地球物理学报 2017年第3期60卷 1039-1052页

作者：巴振宁黄棣旸梁建文张艳菊天津大学土木系天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300072 中国人民武装警察部队后勤学院建筑工程系天津300304

提出了一种新的以层状半空间中周期分布斜线荷载动力格林函数为基本解的间接边界元方法,研究了周期分布凸起地形对平面SH波的散射问题.方法将散射波场分解为凸起内部散射波场和凸起外部散射波场.凸起内部散射波场通过在凸起闭合边界上... 详细信息

提出了一种新的以层状半空间中周期分布斜线荷载动力格林函数为基本解的间接边界元方法,研究了周期分布凸起地形对平面SH波的散射问题.方法将散射波场分解为凸起内部散射波场和凸起外部散射波场.凸起内部散射波场通过在凸起闭合边界上施加虚拟斜线荷载产生的动力响应来模拟,而凸起外部散射波场则通过在凸起与半空间交界面上施加虚拟周期分布斜线荷载产生的动力响应来模拟.周期分布斜线荷载动力格林函数的引入,使得本文方法仅需针对一个凸起进行边界单元的离散和求解,便可完成问题的求解,避免了通过截断无限边界求解而引入的误差,方法具有较高精度的同时显著降低了求解自由度.文中通过与已有结果的比较,验证了方法的正确性,并以均匀半空间和基岩上单一土层中周期分布凸起为例进行了数值计算分析.研究表明,凸起间距对凸起地形间的动力相互作用有着显著的影响,同时层状半空间中周期分布凸起地形对sh波的散射与均匀半空间情况也有着显著的差别.

关键词：凸起地形周期分布平面SH波散射层状半空间

基于TI介质模型的沉积谷地对平面SH波的放大效应

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振动工程学报 2016年第4期29卷 666-678页

作者：巴振宁张艳菊梁建文天津大学土木系天津300072 滨海土木工程结构与新材料教育部重点实验室天津300072

在TI场地平面外动力刚度矩阵的基础上,推导出斜线均布荷载动力格林函数,进而以该格林函数为基本解建立间接边界元方法求解了沉积谷地对平面SH波的散射问题。文中验证了方法的正确性,并分别将沉积内部和外部介质考虑为TI介质,在频域和时... 详细信息

在TI场地平面外动力刚度矩阵的基础上,推导出斜线均布荷载动力格林函数,进而以该格林函数为基本解建立间接边界元方法求解了沉积谷地对平面SH波的散射问题。文中验证了方法的正确性,并分别将沉积内部和外部介质考虑为TI介质,在频域和时域内进行了计算分析。研究表明:沉积TI参数的改变主要导致了沉积自身动力特性的改变,进而使得沉积表面位移幅值放大谱的峰值频率和谱值均发生明显改变;半空间TI参数的改变则导致了各方向上半空间与沉积阻抗比的改变,因而对放大谱的峰值频率影响较小,其影响主要体现在峰值大小上;另外,通过求解Ricker波输入下沉积附近观测点的位移幅值时程发现,沉积和半空间的TI参数亦对弹性波在含沉积半空间中的传播有着显著影响。

关键词：平面SH波沉积谷地横观各向同性格林影响函数间接边界元

平面SH波激励下的土–隧道动力相互作用的解析解

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岩土工程学报 2016年第4期38卷 588-598页

作者：付佳梁建文杜金金天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 天津大学建筑工程学院土木工程系天津300072

采用波函数展开法给出了平面SH波入射下均匀半空间中埋置刚性衬砌隧道动力响应的解析解,并对问题的边界条件进行了验证。研究表明,土–隧道相互作用的机理和土–基础–地上结构相互作用有明显区别。土–隧道相互作用导致隧道动力响应小... 详细信息

采用波函数展开法给出了平面SH波入射下均匀半空间中埋置刚性衬砌隧道动力响应的解析解,并对问题的边界条件进行了验证。研究表明,土–隧道相互作用的机理和土–基础–地上结构相互作用有明显区别。土–隧道相互作用导致隧道动力响应小于相应自由场的动力响应,且前者的反应谱峰值周期有一定程度的降低。入射波角度、入射频率、以及隧道埋深对隧道动力响应和地表动力响应有显著影响,而隧道质量的影响则比较小。

关键词：土–隧道相互作用刚性衬砌隧道平面SH波波函数展开法解析解

平面SH波作用下衬砌隧道对地下地震动的影响

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地震学报 2019年第2期41卷 269-276页

作者：周凤玺高令猛马强兰州理工大学土木工程学院中国兰州730050 西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心中国兰州730050

以地下隧道对附近场地动力特性的影响为研究目标,基于弹性波动理论,利用波函数展开法和镜像法,分析了弹性半空间中圆形衬砌隧道对平面SH波入射产生的散射问题,得到了地下圆形衬砌隧道附近场地位移的级数解答。通过数值算例分析了地下圆... 详细信息

以地下隧道对附近场地动力特性的影响为研究目标,基于弹性波动理论,利用波函数展开法和镜像法,分析了弹性半空间中圆形衬砌隧道对平面SH波入射产生的散射问题,得到了地下圆形衬砌隧道附近场地位移的级数解答。通过数值算例分析了地下圆形衬砌隧道对场地动力响应的影响,重点考察了sh波入射角度、入射频率和隧道埋深、衬砌刚度对隧道周围土体动力响应随深度变化的影响规律。结果表明,地下隧道对沿线场地的地下地震动影响显著。

关键词：平面SH波圆形衬砌隧道镜像法地下地震动

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近断层场地中衬砌隧道对平面SH波的散射

防灾减灾工程学报 2020年第4期40卷 556-565,605页

作者：刘中宪刘佳乔黄磊天津城建大学土木工程学院天津300384 天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 天津大学建筑工程学院天津300372

采用间接边界单元法,求解断层场地中衬砌隧道对平面SH波的散射。首先,通过IBEM求解半空间波动问题的思路,在单层位势理论下,将虚拟荷载施加于散射体表面构造散射波场。然后根据交界面处位移连续条件和应力连续条件建立方程,进而求解得... 详细信息

采用间接边界单元法,求解断层场地中衬砌隧道对平面SH波的散射。首先,通过IBEM求解半空间波动问题的思路,在单层位势理论下,将虚拟荷载施加于散射体表面构造散射波场。然后根据交界面处位移连续条件和应力连续条件建立方程,进而求解得出虚拟荷载密度。半空间自由波场与散射波场通过叠加得出总波场,将得出的结果与现有的精确解进行对比,从而使本方法的计算精度得到验证。最后,通过求得的详细数值结果,讨论了半空间中断层场地和衬砌隧道对平面SH波的散射规律。数值分析结果表明:近断层场地衬砌隧道附近sh波的散射同无断层情况相比差异显著,动力反应特征主要依赖于不同断层倾角、隧道与断层距离、sh波入射角度、入射频率等参数。总体上看,sh波入射下,当衬砌隧道位于断层上盘时,断层的存在对衬砌隧道的动应力集中因子会有一定的缩小效应;当衬砌隧道位于断层下盘时,断层的存在对衬砌隧道的动应力集中因子会有放大效应,应力增幅可以达到30%。实际隧道结构动力分析宜根据实际工况考虑断层存在的影响。

关键词：弹性半空间间接边界元法断层衬砌隧道平面SH波

平面SH波作用下部分充填圆弧形沉积谷的二维土层和地形放大效应

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地震学报 2017年第5期39卷 778-797页

作者：张宁高玉峰何稼徐婕陈欣代登辉河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室中国南京210098 河海大学土木与交通学院岩土工程科学研究所中国南京210098

场地效应通常包含土层放大效应和地形放大效应,为了揭示二者的相对贡献,本文构造了平面SH波作用下部分充填沉积谷的解析模型,借助于区域分解策略,在波函数展开法的框架下,提出了超定方程组解法,得到了部分充填圆弧形沉积谷对平面SH波散... 详细信息

场地效应通常包含土层放大效应和地形放大效应,为了揭示二者的相对贡献,本文构造了平面SH波作用下部分充填沉积谷的解析模型,借助于区域分解策略,在波函数展开法的框架下,提出了超定方程组解法,得到了部分充填圆弧形沉积谷对平面SH波散射的波函数级数解,而且级数解的收敛测试表明了超定方程组解法的必要性.通过与文献结果进行对比,验证了本文方法的正确性.通过调整解析模型中两个子区域内的材料参数,计算了沉积谷引起的场地放大效应和相应的空河谷引起的地形放大效应.对二维土层与地形效应进行对比分析,结果显示,在沉积谷内二维土层放大效应通常强于地形放大效应,而地形放大效应决定了沉积谷外的地面运动放大形态.针对最大地面运动,进行了沉积谷和相应空河谷的参数分析,进一步描述了二维土层放大效应,研究结果表明二维土层放大效应引起的最大地面运动通常远远大于地形放大效应引起的最大地面运动,并且二维土层效应通常随着土层与基岩的阻抗比的增大而增大,但不是一维土层放大效应与二维地形放大效应的简单线性叠加.

关键词：二维土层效应地形效应平面SH波散射沉积谷地波函数展开

斜入射平面SH波在层状饱和半空间中沉积谷地周围的三维散射

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岩土工程学报 2013年第3期35卷 476-486页

作者：巴振宁梁建文梅雄一天津大学土木工程系天津300072 天津市土木工程结构及新材料重点实验室天津300072

为研究层状饱和场地中沉积谷地对斜入射地震波的三维散射问题,建立了求解问题的2.5维间接边界元方法。通过沿沉积谷地轴线方向的傅里叶变换将三维问题降为二维问题,进而在沉积谷地的截面内进行边界单元的离散和求解,求得沉积谷地截面内... 详细信息

为研究层状饱和场地中沉积谷地对斜入射地震波的三维散射问题,建立了求解问题的2.5维间接边界元方法。通过沿沉积谷地轴线方向的傅里叶变换将三维问题降为二维问题,进而在沉积谷地的截面内进行边界单元的离散和求解,求得沉积谷地截面内的动力响应,然后再将截面内计算结果沿沉积谷地轴线方向进行波数展开即可求得任意位置动力响应。通过与弹性情况的比较验证了方法的正确性,并以均匀饱和半空间和基岩上单一饱和土层中沉积谷地对斜入射平面SH波的三维散射为例进行了数值计算和分析。研究发现沉积谷地对sh波的三维散射与二维散射之间存在显著差异;饱和情况(透水或不透水)与干土情况沉积谷地附近地表位移的差别很大;另外层状饱和半空间中沉积谷地和均匀饱和半空间中沉积谷地对斜入射sh波的放大作用也存在显著差别。

关键词：层状饱和场地三维散射沉积谷地 2 5维间接边界元平面SH波

楔形空间中任意形状孔洞对平面SH波的散射：IBEM求解

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固体力学学报 2014年第3期35卷 292-301页

作者：刘中宪刘蕾梁建文天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 天津市地震工程研究所天津300384 天津大学土木工程系天津300072

采用间接边界元法(IBEM),求解了楔形空间中任意形状孔洞对平面SH波的散射问题.基于单层位势理论,首先在孔洞表面及其附近楔形空间表面上施加虚拟均布荷载,以构造散射波场.进而由自由表面零应力条件,建立方程求解得到虚拟荷载密度.总波... 详细信息

采用间接边界元法(IBEM),求解了楔形空间中任意形状孔洞对平面SH波的散射问题.基于单层位势理论,首先在孔洞表面及其附近楔形空间表面上施加虚拟均布荷载,以构造散射波场.进而由自由表面零应力条件,建立方程求解得到虚拟荷载密度.总波场由楔形空间自由波场和散射波场叠加得到.研究表明:IBEM方法能够精确高效求解楔形空间中弹性波散射问题.楔形空间孔洞对波的散射特征依赖于波入射角、无量纲入射波频率、楔形夹角、孔洞位置及其形状;孔洞周围波的相干效应十分显著,空间表面位移幅值及孔边动应力集中因子比半空间情况放大一倍有余,分别达到8.5和10.0;该研究为楔形空间中更为复杂的P、SV波散射问题求解奠定了基础.

关键词：楔形空间散射孔洞平面SH波间接边界元法