地震表面波振幅大,傳播距離遠(yuǎn),頻率較低,一般在20Hz以下,對結(jié)構(gòu)的危害很大。周期表面波屏障是一種有效的隔震措施,通過人為設(shè)計(jì)和調(diào)整波屏障結(jié)構(gòu)參數(shù),使帶隙頻率覆蓋地震動主頻范圍,從而達(dá)到很好的隔震效果。對周期地震表面波屏障進(jìn)行設(shè)計(jì)與隔震性能研究具有重要的理論與工程應(yīng)用價(jià)值。本文設(shè)計(jì)了基于均勻半無限土壤基體的正方點(diǎn)陣周期十字空溝和十字填充溝表面波屏障來實(shí)現(xiàn)地震表面波的隔震。探索了三維半無限空間表面波屏障問題的有限元數(shù)值模擬方法,利用COMSOL MULTIPHYSICS 4.3有限元軟件對表面波屏障的頻散曲線、頻域和時(shí)域響應(yīng)等進(jìn)行了數(shù)值模擬,利用圖形特征判別法識別表面波模態(tài),探討了波屏障結(jié)構(gòu)參數(shù)對完全帶隙的影響,并分別對Oroville地震波、Taft地震波進(jìn)行了地震動時(shí)程分析。研究結(jié)果表明:1、周期十字空溝與周期十字填充溝表面波屏障對于20Hz以下的地震表面波具有較好的隔震性能,衰減域頻率范圍可達(dá)10Hz左右。2、十字空溝長度與空溝深度是波屏障性能的關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)。長度越大,完全帶隙越寬,帶隙中心頻率越低;空溝深度越大,結(jié)構(gòu)剛度越小,特征頻率越低,當(dāng)空溝深度達(dá)到周期常數(shù)的1.25倍左右時(shí)...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
中文摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 周期結(jié)構(gòu)概述
        1.2.1 周期結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)
        1.2.2 周期結(jié)構(gòu)帶隙機(jī)理及特性
        1.2.3 周期結(jié)構(gòu)帶隙的計(jì)算方法
        1.2.4 周期結(jié)構(gòu)帶隙特性的描述方法
    1.3 表面波屏障國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 表面波屏障隔震的基本理論
    1.5 本文研究目的和內(nèi)容
2 周期十字空溝表面波屏障
    2.1 屏障設(shè)計(jì)及頻散曲線計(jì)算
    2.2 表面波識別-圖形特征判別法
    2.3 頻域與時(shí)域響應(yīng)分析
    2.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)對完全帶隙的影響
    2.5 地震動時(shí)程分析
    2.6 本章小結(jié)
3 周期十字填充溝表面波屏障
    3.1 固體材料填充周期十字溝
        3.1.1 表面波帶隙計(jì)算及分析
        3.1.2 表面波衰減域計(jì)算
    3.2 水填充周期十字溝
        3.2.1 流固耦合作用下的表面波帶隙計(jì)算及衰減域計(jì)算
        3.2.2 水填充高度對完全帶隙的影響
        3.2.3 地震動時(shí)程分析
    3.3 本章小結(jié)
4 結(jié)論與展望
    4.1 結(jié)論
    4.2 思考與展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3877245