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专利号: 2018103167599
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种成层场地地震波斜入射波动分析方法,其特征在于:其包括以下步骤:(1)求解地震斜入射时成层场地一维时域自由场,求解自由场时考虑土体的非线性特点,将土体看做粘弹性材料;

(2)对自由场进行人工边界转换,人工边界转换时考虑土体的初始应力;

(3)基于OpenSees计算平台的岩土动力分析模型确定人工边界的等效载荷;

(4)对人工边界施加等效载荷,进行非线性拨动分析。

2.如权利要求1所述的成层场地地震波斜入射波动分析方法,其特征在于:步骤(1)中求解一维时域自由场的步骤为,(1.1)建立成层场地自由场的一维时域等效线性算法;

(1.2)采用等效线性分析方法,通过迭代过程确定土体等效动剪应变;

(1.3)由等效动剪应变确定土体的剪切模量和阻尼比;

(1.4)采用高斯精细积分求自由场的动力方程。

3.如权利要求2所述的成层场地地震波斜入射波动分析方法,其特征在于:步骤(1.2)中等效线性分析的步骤为,(1.2.1)假定土体的初始阻尼比和剪切模量,由动力分析得到各单元经理的最大剪切应变γmax;

(1.2.2)根据γeff=0.65γmax求解等效剪应变幅γeff;

(1.2.3)根据等效剪应变幅γeff求解剪切模量G和阻尼比λ,重新进行动力分析,直到前后两次分析达到给定的精度要求为止。

4.如权利要求1所述的成层场地地震波斜入射波动分析方法,其特征在于:步骤(2)中人工边界转换的的过程为:(2.1)建立只有场地有限元模型;

(2.2)侧向边界施加水平连杆约束,底部边界施加竖向连杆,地表面设置排水边界,进行动力松弛分析,获得水平连杆约束反力和底部边界竖向连杆约束反力;

(2.3)撤除侧向边界水平连杆约束、撤除底部边界竖向连杆约束,侧向边界和底部边界按照粘弹性人工边界设置。

5.如权利要求4所述的成层场地地震波斜入射波动分析方法,其特征在于:步骤(2.2)中,在撤除侧向边界水平连杆约束、底部边界竖向连杆约束的同时,施加侧向水平连杆、底部竖向连杆的约束反力。

6.如权利要求1所述的成层场地地震波斜入射波动分析方法,其特征在于:步骤(3)中确定人工边界等效载荷的过程为,(3.1)建立只有场地有限元模型;

(3.2)侧向边界施加水平连杆约束,底部边界施加竖向连杆约束,地表面设置排水边界,进行动力松弛分析,获得水平连杆约束反力和底部边界竖向连杆约束反力;

(3.3)撤除侧向边界的约束、撤除底部边界的约束,并对侧向边界约束反力、对底部边界施加约束反力,同时在侧向、底部设置粘弹性人工边界;

(3.4)将侧向、底部土体自由场运动赋予相应节点,按照步骤(3.3)设置的人工边界进行过动力分离,获得人工边界节点处的约束反力,此约束反力即为所求的等效载荷。

7.如权利要求6所述的成层场地地震波斜入射波动分析方法,其特征在于:步骤(3.2)中,在OpenSees计算平台中动力松弛分析,先将土体渗透系数设置为1.0,时间步长设置为

500,5000,将土体材料设置为弹性材料试算,待建立静孔隙水压力后,将材料转为弹塑性材料,此时需要将时间步长设置为0.005~0.01,待弹塑性分析收敛后,输出侧向连杆约束反力、底部竖向连杆约束反力。