【摘要】：地震荷載會(huì)導(dǎo)致混凝土壩發(fā)生不同程度的損壞,因此進(jìn)行混凝土壩抗震安全研究工作具有非常重要的意義。地震易損性分析的結(jié)果能用于評(píng)估混凝土壩在不同等級(jí)地震荷載作用下發(fā)生不同程度破壞的概率,可為混凝土壩抗震安全評(píng)價(jià)以及抗震設(shè)計(jì)提供依據(jù)。本文在進(jìn)行混凝土壩地震易損性時(shí),以混凝土壩位移作為易損性指標(biāo),并給出了相應(yīng)的破壞等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),建立了基于位移的混凝土壩地震易損性研究方法,本文的研究?jī)?nèi)容主要分為以下三部分:(1)針對(duì)粘彈性人工邊界在進(jìn)行混凝土壩動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算時(shí)前處理時(shí)間較長(zhǎng),提出了基于薄層單元的粘彈性人工邊界的模擬。將薄層單元理論與粘彈性人工邊界理論相結(jié)合,依據(jù)單元矩陣等效原理,通過(guò)薄層單元構(gòu)造等效粘彈性邊界單元。通過(guò)在有限元軟件中設(shè)置薄層單元的參數(shù)屬性,實(shí)現(xiàn)了粘彈性人工邊界的模擬。最后通過(guò)某混凝土重力壩工程實(shí)例對(duì)該方法進(jìn)行了精度驗(yàn)證,相關(guān)結(jié)果可對(duì)水工結(jié)構(gòu)抗震分析提供借鑒。(2)建立了壩體—地基系統(tǒng)有限元模型,將LHC拉丁超立方抽樣與數(shù)值方法相結(jié)合構(gòu)造壩體—地基系統(tǒng)的地震易損性曲線,地震動(dòng)的輸入為不同震級(jí)下的實(shí)測(cè)地震波,采用LHC抽樣考慮壩體以及地基材料參數(shù)的隨機(jī)性,并以壩趾沿建基面的累積滑動(dòng)位移為易損性指標(biāo)。采用正交試驗(yàn)對(duì)易損性分析中的不確定性因素(峰值加速度、接觸面摩擦系數(shù)、地基彈性模量、壩體混凝土抗拉強(qiáng)度)進(jìn)行了參數(shù)敏感性分析。通過(guò)該方式可計(jì)算混凝土壩在各級(jí)地震作用下的易損性概率,為混凝土壩抗震設(shè)計(jì)以及抗震設(shè)防提供依據(jù)。(3)基于離散魯棒學(xué)習(xí)機(jī)(ORELM)的非線性函數(shù)逼近能力,提出一種基于ORELM的混凝土壩易損性研究方法,極大的減少了動(dòng)力時(shí)程分析的次數(shù),提高了混凝土壩易損性研究效率。進(jìn)行某拱壩易損性分析時(shí),在考慮地震動(dòng)不確定性的基礎(chǔ)上,同時(shí)考慮了橫縫摩擦系數(shù)、地基彈模及壩體混凝土抗拉強(qiáng)度等隨機(jī)變量,改進(jìn)了以往在建立拱壩易損性曲線時(shí)僅考慮地震動(dòng)這一單一變量的情況。同時(shí),將極限學(xué)習(xí)機(jī)與蒙特卡羅仿真(MCS)相結(jié)合所建立的易損性曲線精度更高,更具有工程參考價(jià)值。
【圖文】：

[69]。圖2-1 單軸受拉的應(yīng)力應(yīng)變曲線Fig.2-1 Stress-strain curve under uniaxial tension對(duì)于非線性問(wèn)題 Abaqus/standard 采用 Newton-Raphson 算法進(jìn)行求解。在非線性問(wèn)題的求解過(guò)程中，荷載以增量的形式施加與結(jié)構(gòu)。對(duì)于每一個(gè)給定的增量步驟，ABAQUS/standard 均要進(jìn)行多次迭代才可獲得一個(gè)可行解。Abaqus/Explicit 在進(jìn)行非線性問(wèn)題求解時(shí)不需要迭代，而是顯式地從上一個(gè)增量步驟的靜態(tài)推導(dǎo)出當(dāng)前步驟的解析解。雖然 ABAQUS/Explicit 需要將整個(gè)加載步驟分解成大量的增量步驟，，但是每一個(gè)增量步驟都可以顯式地求出方程的解，而不需要迭代，這在很大程度上提高了計(jì)算效率。判定彈性狀態(tài)和彈塑性狀態(tài)界限的方程為： 1 2, , , , 0P P PNf （2-15）式（2-15）為屈服準(zhǔn)則。式中 表示應(yīng)力，pi 表示第i個(gè)強(qiáng)化參數(shù)，iP 表示和第 i 個(gè)

表示有效壓縮黏聚力。圖2-2 不同的cK 值在對(duì)應(yīng)的偏應(yīng)力平面上的屈服面Fig. 2-2 Yield Surface of Different Values on the Corresponding Deviation Stress Plane
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TV642

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本文編號(hào)：2669563