基于黏彈性人工邊界建立等效地震荷載,通過自編程序?qū)崿F(xiàn)斜入射地震波在有限元軟件中快速準(zhǔn)確的添加,并以此對斜入射地震波作用下雙面坡的地震響應(yīng)進(jìn)行分析,探討不同入射角和模型尺寸對坡體地形放大效應(yīng)的影響規(guī)律。根據(jù)建立的數(shù)值模型,首先得出不同卓越頻率f₀與歸一化高度H/λ的關(guān)系;然后依據(jù)水平峰值加速度放大系數(shù)Ah和豎直峰值加速度放大系數(shù)A_v分析歸一化高度H/λ、坡度i和平臺寬度L三個參數(shù)對坡體地形放大效應(yīng)的影響;最后根據(jù)兩側(cè)坡腳、兩側(cè)坡頂和坡頂中點(diǎn)的Ah,分析斜入射角度θ對H/λ,i和L的影響。結(jié)果表明:通過將數(shù)值模型中地震波入射問題程序化和界面化,方便了等效地震荷載在有限元軟件中的快速添加;卓越頻率f₀對坡體地形放大效應(yīng)的影響只與H/λ有關(guān),而與其他因素?zé)o關(guān);H/λ的變化影響右側(cè)坡頂,i的變化影響兩側(cè)坡頂,L的變化影響兩側(cè)坡頂和坡頂中點(diǎn);兩側(cè)坡頂Ah的最大值A(chǔ)h_max不一定在地震波垂直入射(θ=0°)時得到,其取值與i和L有關(guān)。綜上,在有限元中建立了地震波斜入射的完整流程,保證了計(jì)算精度并簡化了建模難度;地...

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【部分圖文】：

圖1SV波斜入射模型

式中等號右側(cè)前兩項(xiàng)為內(nèi)行場需要抵抗人工邊界物理元件的節(jié)點(diǎn)力，最后一項(xiàng)為內(nèi)行場需要抵抗近場介質(zhì)的節(jié)點(diǎn)力。因此若在數(shù)值模型中模擬地震波的入射過程必須考慮人工邊界的影響。相比于垂直入射問題，地震波斜入射問題更為復(fù)雜，因?yàn)轶w波在自由表面處會發(fā)生波型轉(zhuǎn)換，以圖1中SV波斜入射左側(cè)邊界A點(diǎn)為....

圖2有限元數(shù)值計(jì)算流程

依據(jù)MATLAB的計(jì)算和可視化功能，本著方便使用的原則，編制地震波輸入程序并將其界面化，只需輸入所需要的材料參數(shù)和模型參數(shù)，就可以得到邊界節(jié)點(diǎn)的等效地震荷載；然后將含有地震波輸入的節(jié)點(diǎn)信息導(dǎo)入有限元模型中計(jì)算。以ABAQUS軟件為例，邊界節(jié)點(diǎn)添加地震波的具體流程如圖2所示，自行開....

圖3等效地震荷載計(jì)算界面

圖2有限元數(shù)值計(jì)算流程由圖2，首先建立有限元模型，提取相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)信息和單元信息，結(jié)合相應(yīng)的材料參數(shù)代入圖3的界面中，計(jì)算所有邊界節(jié)點(diǎn)的等效地震荷載；然后將計(jì)算結(jié)果導(dǎo)出為ABAQUS可識別的格式，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)讀入input文件中；采用Python語言將等效地震荷載與之對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)相....

圖4脈沖函數(shù)P(t)

式中G=(t/T0)3H(t/T0),H(t）為Heaviside階梯函數(shù)，振幅P0=1.0cm，脈沖持時T0=0.25s，總持時為0.8s，脈沖函數(shù)時程如圖4所示。選擇入射地震波為傾角18°的SV波，記錄位移變化趨勢，提取位移場快照，如圖5所示。在圖5中可以清晰看到入射SV波....

本文編號：3994067