【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,越來(lái)越多的大型大跨結(jié)構(gòu)在不斷興建。在以往的抗震設(shè)計(jì)中,常常將地震波視為垂直入射。事實(shí)上,地震波從波源出發(fā),經(jīng)過(guò)復(fù)雜的傳播路徑,到達(dá)地表往往是傾斜入射。地震波斜入射對(duì)大型大跨結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)響應(yīng)與垂直入射有很大差異,將問(wèn)題簡(jiǎn)化為一維的做法顯然有些粗糙。此外,目前的研究中往往將工程場(chǎng)地土體視為單相介質(zhì),而自然界中的許多土體為飽和土,由固液兩相介質(zhì)組成。研究表明,土體中液相對(duì)其動(dòng)力響應(yīng)的作用不容忽視。因此,展開(kāi)地震波斜入射條件下飽和地基場(chǎng)地的地震響應(yīng)研究十分必要。本文以建立一種成層飽和地基場(chǎng)地的一維化時(shí)域算法為目標(biāo),開(kāi)展了以下工作:1.提出一種飽和地基場(chǎng)地的精確人工邊界條件。分別建立散射波場(chǎng)、透射波場(chǎng)中的土骨架和相對(duì)位移項(xiàng)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力速度關(guān)系,最終通過(guò)疊加得到整個(gè)波場(chǎng)的應(yīng)力速度關(guān)系,實(shí)現(xiàn)入射波透射和散射波吸收。2.基于u-w格式的Biot波動(dòng)方程,結(jié)合提出的精確人工邊界條件,建立了成層飽和地基場(chǎng)地的一維化時(shí)域有限元算法。通過(guò)3個(gè)簡(jiǎn)單算例,將本文提出的u-w格式一維化時(shí)域算法的求解結(jié)果與解析解結(jié)果與進(jìn)行比較,驗(yàn)證了本文算法的有效性。3.運(yùn)用本文提出的算法分析地下水位變化對(duì)地表地震動(dòng)響應(yīng)的影響。分析了地表位移時(shí)程,加速時(shí)程以及土層應(yīng)力分布在不同地下水位埋深條件下的變化規(guī)律,得出如下結(jié)論:i)P波斜入射條件下隨著地下水位的下降,地表豎向位移逐漸增大,豎向加速度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。水平方向位移,加速度均有增大的趨勢(shì),但增幅較小,受地下水位變化的影響遠(yuǎn)小于豎直方向。ii)不同地下水位下地表以下各點(diǎn)豎向和水平應(yīng)力峰值分布規(guī)律一致,在地下水位附近由于水飽和與氣飽和土體彈性常數(shù)的差異導(dǎo)致應(yīng)力峰值有所下降,其余位置應(yīng)力峰值均呈增大趨勢(shì),且在底部P波入射面附近迅速增大為最值。
【圖文】：

一l入射波位移時(shí)程

入射波速度時(shí)程
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU435

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2589299