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等效黏性边界单元及黏性边界波动输入方法

水利学报 2008年第10期39卷 1248-1255页

作者：张顺福王海波杨会臣中国水利水电科学研究院工程抗震研究中心北京100044

为更好的利用大型通用软件进行结构-地基动力相互作用分析,本文在黏性边界的基础上提出黏性边界单元的概念,通过构造相同阻尼矩阵的方式提出了能够实现黏性边界功效的特殊有限单元-等效黏性边界单元。等效黏性边界单元能够较好的模拟地... 详细信息

为更好的利用大型通用软件进行结构-地基动力相互作用分析,本文在黏性边界的基础上提出黏性边界单元的概念,通过构造相同阻尼矩阵的方式提出了能够实现黏性边界功效的特殊有限单元-等效黏性边界单元。等效黏性边界单元能够较好的模拟地基的辐射阻尼效应,使黏性边界的实现更加方便。同时,为简化大型通用软件中地震波的输入,提出了适合于黏性边界条件下水平成层地基中垂直入射地震波的输入方法。该方法不需要借助其它辅助计算就可直接在各种大型通用有限元软件中用一个数值模型实现地震波动输入,具有很强的通用性。此输入方法极大的减少了地震波动输入的数据准备工作,降低了操作的复杂程度。数值算例表明,等效黏性边界单元及文中提出的地震波动输入是简单可靠的。

关键词：黏性边界等效黏性边界单元结构-地基动力相互作用波动输入

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ABAQUS中黏性边界条件的实现及应用

防灾减灾工程学报 2017年第2期37卷 250-257页

作者：李煜东薄景山孙强强王亮乔峰防灾科技学院河北三河065201 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

波动数值模拟时,基底直接输入地震波会导致波动能量在计算域内往复反射,影响分析结果的可靠性。应用黏性边界条件模拟无限地基的辐射阻尼效应,基于波动理论及Spring/Dashpots单元实现了ABAQUS软件中黏性边界条件的施加,进而对弹性半空... 详细信息

波动数值模拟时,基底直接输入地震波会导致波动能量在计算域内往复反射,影响分析结果的可靠性。应用黏性边界条件模拟无限地基的辐射阻尼效应,基于波动理论及Spring/Dashpots单元实现了ABAQUS软件中黏性边界条件的施加,进而对弹性半空间的波源问题和散射问题进行波动数值模拟,并验证了黏性边界条件的有效性。采用黏性边界和固定边界条件计算响嘡台阵3号测井的土层地震反应,并将计算结果与实际记录进行对比分析。结果表明,固定边界会造成散射波往复反射,放大了地表的地震响应,黏性边界能吸收散射的波动能量,能够较好地模拟土层地震反应。

关键词： ABAQUS 黏性边界数值模拟响嘡台阵土层地震反应分析

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数值流形方法的黏性边界问题初探

数值流形方法的黏性边界问题初探

第九届全国工程爆破学术会议

作者：钱莹杨军北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室

在实际工程数值流形方法分析中,往往存在较多无限域或者半无限域的情况,目前,流形元法一般采用固定约束边界的方法来处理,而边界处应力波的强烈反射造成模拟结果与实际情况严重不符。本文基于Lysmer等人提出的黏性边界理论,在边界上设... 详细信息

在实际工程数值流形方法分析中,往往存在较多无限域或者半无限域的情况,目前,流形元法一般采用固定约束边界的方法来处理,而边界处应力波的强烈反射造成模拟结果与实际情况严重不符。本文基于Lysmer等人提出的黏性边界理论,在边界上设置阻尼器,推导相应黏性边界条件下流形单元刚度矩阵的数值计算格式,经算例验证其有效性,有利于数值流形方法在工程中推广应用。

关键词：数值流形方法黏性边界应力波传播

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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DDA方法中的人工边界问题研究

岩石力学与工程学报 2015年第5期34卷 986-993页

作者：付晓东盛谦张勇慧中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

数值分析中的人工边界可能会引入虚假的反射波,不可避免地影响求解,针对非连续变形分析(DDA)方法中的人工边界问题,首先,基于Newmark法推导黏性边界、黏弹性边界对DDA方程组的贡献;其次,为更好地解决地震等外源入射问题,在DDA中引入了... 详细信息

数值分析中的人工边界可能会引入虚假的反射波,不可避免地影响求解,针对非连续变形分析(DDA)方法中的人工边界问题,首先,基于Newmark法推导黏性边界、黏弹性边界对DDA方程组的贡献;其次,为更好地解决地震等外源入射问题,在DDA中引入了自由场边界;最后,为保证静、动力分析过程转换时边界的一致性,在DDA中实现静动力统一边界。利用改进后的DDA程序进行算例分析,结果表明:各人工边界理论在DDA程序实施正确;黏性边界能高效地吸收人工边界处的反射波,黏弹性边界可以反映介质的弹性恢复能力;与黏性边界相比,两侧施加自由场边界模拟无限域运动可以减少边界的影响;引入统一人工边界的DDA可以完整地模拟静、动力计算全过程。

关键词：数值分析非连续变形分析人工边界黏性边界黏弹性边界自由场边界静动力统一边界

考虑土-结构相互作用效应和土质地基非线性的核岛厂房结构地震响应分析

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岩土力学 2017年第4期38卷 1114-1120页

作者：尹训强金煜皓王桂萱大连大学土木工程技术研究与开发中心辽宁大连116622 中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州221116

有效模拟土一结构相互作用(SSI)和土体非线性特征是进行土质地基条件下核岛厂房结构地震响应分析的关键技术问题。基于SuperFLUSH软件平台,采用等效线性法描述近场地基非线性动力特征,通过在地基有限区域设置黏性人工边界来模拟半无限... 详细信息

有效模拟土一结构相互作用(SSI)和土体非线性特征是进行土质地基条件下核岛厂房结构地震响应分析的关键技术问题。基于SuperFLUSH软件平台,采用等效线性法描述近场地基非线性动力特征,通过在地基有限区域设置黏性人工边界来模拟半无限地基辐射阻尼效应的影响,并利用一维有限元法进行自由场响应分析实现地震动的输入,从而建立土质地基条件核岛厂房结构地震响应分析计算模型。最后,以某土质地基条件下的CPR1000堆型反应堆厂房的集中质量简化模型作为研究对象,开展考虑SSI效应和分层土质地基非线性对于核岛厂房结构地震响应特征影响研究,验证了该计算模型的精度和工程应用效果。研究表明:考虑SSI效应,可有效吸收散射波波动能量,减小结构响应;考虑土质地基非线性效应,加速度幅值在不同方向均有不同程度的降低,峰值频率明显的向低频偏移,因此,同时考虑SSI效应及土质地基的非线性特征,并将两者相结合的分析方法对核岛厂房结构抗震分析是必要的。

关键词：黏性边界 SSI效应土质地基等效线性法核岛厂房地震响应

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典型场地对核岛厂房FRS影响的对比分析

应用基础与工程科学学报 2020年第6期28卷 1507-1518页

作者：唐晖周国良韩治生态环境部核与辐射安全中心北京100082

非基岩厂址的地震安全与适应性是核安全关注的重点之一.选择AP1000标准设计中6类场地作为典型场地条件,采用复频响应方法和黏性边界,针对某核岛厂房结构开展土-结构相互作用地震反应分析,对比了不同场地条件下楼层谱的特点.结果表明,核... 详细信息

非基岩厂址的地震安全与适应性是核安全关注的重点之一.选择AP1000标准设计中6类场地作为典型场地条件,采用复频响应方法和黏性边界,针对某核岛厂房结构开展土-结构相互作用地震反应分析,对比了不同场地条件下楼层谱的特点.结果表明,核岛厂房在岩类场地上的地震反应区别不大,而在岩土类场地条件下则变化显著;场地条件对核岛结构水平方向地震响应的影响明显大于对其竖向反应的影响;不同场地条件下的土-结构相互作用效应对核岛结构地震响应的影响较为复杂,对不同频段的影响有所不同.

关键词：核岛厂房复频响应场地条件黏性边界土-结构相互作用地震反应

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颗粒离散单元法动力人工边界设置方法

岩土力学 2018年第7期39卷 2671-2680,2690页

作者：周兴涛盛谦崔臻冷先伦付晓东马亚丽娜中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049

采用颗粒离散单元法进行动力计算时,人工截断边界上需设置吸收边界条件,以防止波的反射。鉴于颗粒离散单元数值计算模型的人工边界上颗粒单元半径大小不一、边界面凸凹不平,在连续介质的黏性、黏弹性、自由场边界条件方程基础之上,推导... 详细信息

采用颗粒离散单元法进行动力计算时,人工截断边界上需设置吸收边界条件,以防止波的反射。鉴于颗粒离散单元数值计算模型的人工边界上颗粒单元半径大小不一、边界面凸凹不平,在连续介质的黏性、黏弹性、自由场边界条件方程基础之上,推导出适用于离散介质的等效方程。在离散介质的黏性边界条件等效方程中引入微调系数,提出比值迭代法以快速确定其最优值,以实现对波的最佳吸收。采用二维颗粒离散单元计算软件PFC2D,分别建立黏性、黏弹性、自由场边界条件相关数值分析模型,探讨颗粒分布模式对黏性边界上颗粒单元半径、速度分布及比值迭代过程的影响;采用外源波动算例及经典Lamb问题算例验证黏弹性边界设置方法的正确性;通过隧洞算例检验提出的自由场边界条件设置方法的正确性。

关键词：颗粒离散单元法动力人工边界黏性边界黏弹性边界自由场边界

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动力分析中无限地基两种近似方法的应用研究

岩土力学 2006年第3期27卷 373-377页

作者：陈健云李静李建波大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室大连116024 大连理工大学土木水利学院大连116023

在结构-地基的动力相互作用分析所提出的众多方法中,无质量地基和黏性边界地基仍然是应用最为广泛的近似方法。针对当前结构-地基动力相互作用分析中地基模型处理中的一些问题,通过结构-地基动力相互作用分析公式的推导以及各变量物理... 详细信息

在结构-地基的动力相互作用分析所提出的众多方法中,无质量地基和黏性边界地基仍然是应用最为广泛的近似方法。针对当前结构-地基动力相互作用分析中地基模型处理中的一些问题,通过结构-地基动力相互作用分析公式的推导以及各变量物理意义的解释,详细阐明了当前考虑地基影响的动力分析中无质量地基和黏性边界地基的概念和应用范围,对当前部分研究中应用这两种地基中存在的问题进行了分析说明,为简化地基动力分析模型提供了思路。

关键词：结构-地基相互作用地下结构地震无质量地基黏性边界

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褥垫层作用下复合地基抗震性能有限元分析

岩土力学 2008年第S1期29卷 587-592页

作者：胡再强王军星刘兰兰焦黎杰西安理工大学岩土工程研究所西安710048

采用大型非线性有限元程序ADINA,针对复合地基-基础-上部结构典型算例,建立了计算模型,并进行了有限元动力时程分析。计算模型中,桩体、桩间土、垫层、基础采用简化的线弹性模型,分别定义材料类型;上部结构采用弯矩曲率梁算法进行计算;... 详细信息

采用大型非线性有限元程序ADINA,针对复合地基-基础-上部结构典型算例,建立了计算模型,并进行了有限元动力时程分析。计算模型中,桩体、桩间土、垫层、基础采用简化的线弹性模型,分别定义材料类型;上部结构采用弯矩曲率梁算法进行计算;在边界设置黏性边界模拟无限域中的动力人工边界。通过数值计算研究了不同桩体刚度对自由场地加固区地表和非加固区地表位移峰值和加速度峰值和桩身所受到的弯矩及剪力的影响;研究了上部结构在不同垫层性质(不同刚度和不同厚度)作用下的动力反应,从而得出垫层的合理设置,为复合地基设计施工提供依据。

关键词：复合地基地震荷载时程分析 ADINA 黏性边界弯矩曲率梁