基于等效黏弹性的变阶分数阶岩石损伤蠕变模型 被引量：18

1

作者 李德建 刘校麟 韩超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期3831-3839,共9页

基于分数阶Zener模型与时变黏性Zener模型之间的等效黏弹性,突出弛豫时间在岩石流变黏弹性演变过程中的重要性。当弛豫时间趋近于无穷大,蠕变过程中的黏性演变等同于松弛过程中的黏性演变,并且建立了与弛豫时间相关的损伤因子,解释了损... 基于分数阶Zener模型与时变黏性Zener模型之间的等效黏弹性,突出弛豫时间在岩石流变黏弹性演变过程中的重要性。当弛豫时间趋近于无穷大,蠕变过程中的黏性演变等同于松弛过程中的黏性演变,并且建立了与弛豫时间相关的损伤因子,解释了损伤因子在岩石流变变形过程的物理意义。利用弛豫时间建立分数阶变阶函数,依此构造变阶分数阶损伤蠕变模型,并且将模型推广到三向应力状态,给出三向应力状态下变阶分数阶损伤蠕变模型。最后基于砂岩的三轴蠕变试验数据,验证了三轴状态下变阶分数阶损伤蠕变模型的可应用性和合理性,试验数据与模型拟合曲线吻合度较高,可以较好地描述蠕变全过程力学行为。模型拟合参数的有效性得到分析和验证,增加了模型在其他复杂应力环境下的可应用性。 展开更多

关键词 岩石流变 等效黏弹性 弛豫时间 损伤演变 变阶分数阶损伤蠕变模型

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描述软土不排水循环应力应变响应的拟动力关系 被引量：5

2

作者 王建华 李书兆 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期421-428,共8页

依据等效黏弹性理论与蠕变理论,建立了描述一般应力状态饱和软土不排水循环应力应变响应的拟动力本构关系。该关系包括三个基本参数:循环剪切模量,阻尼比与增量循环累积应变。利用循环剪切模量与阻尼比随土单元八面体剪应变的变化描述... 依据等效黏弹性理论与蠕变理论,建立了描述一般应力状态饱和软土不排水循环应力应变响应的拟动力本构关系。该关系包括三个基本参数:循环剪切模量,阻尼比与增量循环累积应变。利用循环剪切模量与阻尼比随土单元八面体剪应变的变化描述循环荷载作用下软土的不排水循环应变,依据Mises蠕变势函数与正交流动法则确定循环累积应变增量。通过饱和软土不固结不排水循环三轴压缩试验确定这些变化关系。按确定出的参数预测循环三轴拉伸与循环扭剪试验结果。预测出的循环拉伸试验剪切模量和阻尼比随八面体剪应变的变化与试验结果吻合。对于循环扭剪试验,当循环偏应力与静偏应力方向一致时,预测出的循环累积应变随循环次数的变化与试验结果基本一致;当循环偏应力与静偏应力作用方向不一致时,预测出的循环累积应变与试验结果相比偏小。 展开更多

关键词 土动力特性 动本构关系 软土 等效黏弹性 循环累积变形

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考虑饱和土的地铁车站结构非线性地震反应研究 被引量：9

3

作者 谷音 庄舒曼 +1 位作者 卓卫东 孙颖 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3243-3251,共9页

饱和土广泛存在于自然界之中,将土体视为固-液二相介质,基于biot饱和土介质动力方程的u-p形式研究了反映饱和土无约束域能量辐射效应影响的等效黏弹性人工边界单元,基于地震波转化为作用于人工边界节点上等效荷载的方法实现了波动输入... 饱和土广泛存在于自然界之中,将土体视为固-液二相介质,基于biot饱和土介质动力方程的u-p形式研究了反映饱和土无约束域能量辐射效应影响的等效黏弹性人工边界单元,基于地震波转化为作用于人工边界节点上等效荷载的方法实现了波动输入。采用算例验证了等效人工单元的精度。建立饱和土-地铁车站非线性有限元整体模型,分析了考虑双相介质饱和土的波动传播,对比了饱和土及单相土在地震作用下地铁车站的地震反应,并与振动台试验结果进行了比较,研究表明:地震作用下采用考虑多孔介质的特性分析地基土与单相固体介质相比更加合理。通过对车站结构关键构件的加速度、位移和内力等进行分析,研究了饱和土-地下结构相互作用体系的地震反应。 展开更多

关键词 地下结构 等效黏弹性人工边界单元 地铁车站结构 饱和土-结构动力相互作用

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考虑SSI效应的带地下室RC框架结构抗震性能研究 被引量：1

4

作者 钟岱辉 宋潇然 《山东建筑大学学报》 2024年第2期8-15,共8页

土-结构相互作用效应(Soil-Structure Interaction,SSI)是带地下室钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)框架结构抗震性能分析的重要因素。基于模态和动力时程分析,通过有限元分析软件系统探究了地下室顶板嵌固、基础顶面嵌固和考虑SSI... 土-结构相互作用效应(Soil-Structure Interaction,SSI)是带地下室钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)框架结构抗震性能分析的重要因素。基于模态和动力时程分析,通过有限元分析软件系统探究了地下室顶板嵌固、基础顶面嵌固和考虑SSI效应地下室周围土体嵌固等3种不同嵌固方式的RC框架结构抗震性能。结果表明:考虑SSI效应带地下室RC框架结构的自振周期明显延长,其中心柱剪力、各层加速度和层间位移角均有所减小;基础顶面嵌固模型未考虑SSI效应,其计算结果较为保守;SSI效应对带地下室RC框架结构会产生较大的减震影响。 展开更多

关键词 动力时程分析 抗震性能 SSI效应 地下室 等效黏弹性人工边界

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沁河渠道倒虹吸混凝土管道地震反应分析 被引量：3

5

作者 贾少燕 《人民黄河》 CAS 北大核心 2008年第9期74-75,共2页

基于土体的等效黏弹性模型,结合倒虹吸管道所在场地典型剖面的土体特性,采用时域积分和迭代的方法研究了南水北调中线工程沁河倒虹吸管道在地震作用下的反应,分析了管道截面中间顶部、底部绝对地震位移、加速度及相对位移和管道应力的... 基于土体的等效黏弹性模型,结合倒虹吸管道所在场地典型剖面的土体特性,采用时域积分和迭代的方法研究了南水北调中线工程沁河倒虹吸管道在地震作用下的反应,分析了管道截面中间顶部、底部绝对地震位移、加速度及相对位移和管道应力的变化规律,并根据有限元时程法的分析结果,按照承载能力极限状态设计式,对管身混凝土的抗拉、抗压安全度进行校核,结果表明,管道的抗拉和抗压强度均能满足抗震规范要求。 展开更多

关键词 倒虹吸 地震反应 等效黏弹性模型 抗震设计 南水北调中线工程 沁河

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旬阳董儿沟尾矿坝动静力稳定性对比分析研究 被引量：1

6

作者 史志军 《中国农村水利水电》 北大核心 2014年第7期130-135,共6页

以旬阳董儿沟尾矿坝为研究对象,根据经验确定了初坝参数,试验测定了需对材料的动力静力参数,静力计算采用E-B模型,动力计算采用等效黏弹性本构,稳定性计算采用瑞典条分法。静力计算分析表明,尾矿坝在静力状态下是稳定的,且干滩长度越长... 以旬阳董儿沟尾矿坝为研究对象,根据经验确定了初坝参数,试验测定了需对材料的动力静力参数,静力计算采用E-B模型,动力计算采用等效黏弹性本构,稳定性计算采用瑞典条分法。静力计算分析表明,尾矿坝在静力状态下是稳定的,且干滩长度越长,坝体越稳定。坝体在给定的地震力作用下,坝体的反应加速度的最大值都发生在坝体顶部,坝顶的水平向反应加速度无放大作用,竖向加速度反应均明显小于水平向加速度反应。结合实际条件尾矿坝坝坡液化的可能性很小,坝体不会发生液化。动力边坡稳定安全系数为1.26,表明动力作用下尾矿坝的边坡仍然是稳定的。 展开更多

关键词 尾矿坝 等效黏弹性本构 静力稳定性 动力稳定性

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土-结构相互作用对地震动记录的影响——以通信塔为例

7

作者 郭肖瑞 马强 陶冬旺 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2019年第4期192-203,共12页

为提高地震监测密度,近年来我国在非自由场布设了较多的地震烈度仪用于烈度速报,部分布设在通信公司的通信塔附近,站址附近结构物对地震动记录有一定影响。本文以通信塔为例,研究了土-结构相互作用对地震动记录的影响。在建立土-通信塔... 为提高地震监测密度,近年来我国在非自由场布设了较多的地震烈度仪用于烈度速报,部分布设在通信公司的通信塔附近,站址附近结构物对地震动记录有一定影响。本文以通信塔为例,研究了土-结构相互作用对地震动记录的影响。在建立土-通信塔耦合单自由度体系,分析土层和结构动力参数对地震动记录的影响规律的基础上,利用ABAQUS有限元软件建立自由场和土-通信塔的三维有限元模型,计算分析了不同工况下土-通信塔相互作用对基础地震动加速度峰值和频谱的影响。结果表明:(1)土-通信塔相互作用对基础处地震动加速度峰值影响较小,但对某些频段的频谱影响较大;(2)土-通信塔相互作用对地震动加速度峰值和频谱的影响随着到基础中心距离的增加减小显著;(3)在通信塔附近布设台站时,本文建议布设在距离通信塔0.2H以外,以减小土-通信塔相互作用对台站地震动记录的影响。 展开更多

关键词 土-结构相互作用 通信塔 等效黏弹性人工边界 峰值加速度 频谱

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等效三维一致黏弹性边界单元及其在拱坝抗震分析中的应用 被引量：11

8

作者 程恒 张燎军 张汉云 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期169-173,194,共6页

基于大型结构分析软件ADINA,提出了等效三维一致黏弹性人工边界单元以及在该边界上实现波动输入的方法和技术。将其应用于国内某高拱坝的坝体-地基-库水系统的地震反应分析,研究大坝在三向地震荷载作用下的动力响应,并与传统无质量地基... 基于大型结构分析软件ADINA,提出了等效三维一致黏弹性人工边界单元以及在该边界上实现波动输入的方法和技术。将其应用于国内某高拱坝的坝体-地基-库水系统的地震反应分析,研究大坝在三向地震荷载作用下的动力响应,并与传统无质量地基模型的计算结果进行对比。结果表明地基辐射阻尼有效降低了坝体的地震响应,该方法应用方便且具有良好的计算精度和稳定性。 展开更多

关键词 结构动力学 拱坝抗震分析 等效一致黏弹性 人工边界单元 辐射阻尼 ADINA

原文传递

基于土体等效线性黏弹性模型的地下综合管廊地震响应 被引量：7

9

作者 李金奎 汪洋 +1 位作者 杨承源 庄文 《灾害学》 CSCD 北大核心 2021年第3期64-70,76,共8页

以大连旅顺新区地下综合管廊工程为研究背景,利用ABAUQS有限元软件,建立了三维有限元模型,土体与管廊结构采用了三维实体全积分单元,采用等效线性黏弹性模型来模拟土体的动力非线性特性、线弹性模型模拟管廊结构。数值模拟考虑了土-结... 以大连旅顺新区地下综合管廊工程为研究背景,利用ABAUQS有限元软件,建立了三维有限元模型,土体与管廊结构采用了三维实体全积分单元,采用等效线性黏弹性模型来模拟土体的动力非线性特性、线弹性模型模拟管廊结构。数值模拟考虑了土-结构相互作用,模型四周及底边设置黏弹性边界,地震动以等效节点力的形式输入,研究管廊在Kobe地震波四种不同地震动强度水平向(X向)作用下的结构响应,研究表明:①震中及震后管廊的应力、位移、相对位移都随地震动强度的增大而增大,在地震过程中,管廊的应力、位移最大值在0.05 g时为1.545 MPa、0.03495 m,0.10 g时为3.061 MPa、0.06857 m,0.15 g时为4.599 MPa、0.10323 m,0.20 g时增加到5.572 MPa、0.13545 m。②震中及震后管廊的应力比、位移比说明了土体在大震中发生了更大的不可恢复的变形,也说明了管廊等地下结构的地震破坏主要是由土体变形引起。③管廊中隔墙上端部、下端部为管廊的抗震薄弱位置,在进行管廊抗震设计时,应采取有效措施提高这些部位的抗震性能。 展开更多

关键词 等效线性黏弹性模型 地下综合管廊 土-结构相互作用 黏弹性边界 地震响应

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基于ADINA软基上地震动输入方法研究及其应用 被引量：6

10

作者 尹广斌 张燎军 俞佩斯 《水电能源科学》 北大核心 2012年第1期135-138,共4页

针对传统的刚性边界模型不能真实反映结构与地基的相互作用且对结构的动力响应影响较大的问题,研究了ADINA中实现软基上等效一致黏弹性人工边界及在该边界上波动输入的方法和技术,将其应用于某软基上泵站的三维结构—地基—水体有限元模... 针对传统的刚性边界模型不能真实反映结构与地基的相互作用且对结构的动力响应影响较大的问题,研究了ADINA中实现软基上等效一致黏弹性人工边界及在该边界上波动输入的方法和技术,将其应用于某软基上泵站的三维结构—地基—水体有限元模型,在地震荷载下对结构进行动力分析,并与传统无质量地基模型结果进行对比,发现考虑地基辐射阻尼能有效降低泵站的动力响应,表明本文方法可行、有效。 展开更多

关键词 软基 辐射阻尼 等效一致黏弹性边界 地震响应 ADINA

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基于ANSYS的等效线性黏弹性模型二次开发及应用 被引量：1

11

作者 官青泓 费文平 刘剑 《水电能源科学》 北大核心 2022年第10期100-104,共5页

ANSYS应用广泛,具有强大的二次开发能力,但缺少土体动力分析中常用的等效线性黏弹性模型。基于ANSYS软件提供的APDL参数化设计语言和UPFs用户自定义程序,利用UPFs中的USERMAT.F子程序,开发了用于土体动力分析的黏弹性模型,并用APDL参数... ANSYS应用广泛,具有强大的二次开发能力,但缺少土体动力分析中常用的等效线性黏弹性模型。基于ANSYS软件提供的APDL参数化设计语言和UPFs用户自定义程序,利用UPFs中的USERMAT.F子程序,开发了用于土体动力分析的黏弹性模型,并用APDL参数化设计工具实现黏弹性模型的等效线性迭代过程。通过三维算例和工程实例分析,验证了程序的可靠性。结果表明,利用ANSYS的APDL和UPFs二次开发的等效线性黏弹性模型计算可靠,能够进行复杂岩土结构的动力分析,可以推广到其他类似本构模型的二次开发中。 展开更多

关键词 等效线性黏弹性模型 APDL UPFs 二次开发 动力分析

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基于等效一致黏弹性边界的重力坝抗震分析

12

作者 陈子祎 刘文白 《中国科技论文》 北大核心 2017年第19期2263-2267,共5页

在结构-地基的抗震动力分析中,有限元法通常是通过对模型施加弹簧-阻尼器或者无质量地基的方法来模拟地震的辐射阻尼效应,其工作量较大。在ADINA程序中采用等效三维一致黏弹性边界单元对三维黏弹性人工边界进行模拟,建立三维有限元模型... 在结构-地基的抗震动力分析中,有限元法通常是通过对模型施加弹簧-阻尼器或者无质量地基的方法来模拟地震的辐射阻尼效应,其工作量较大。在ADINA程序中采用等效三维一致黏弹性边界单元对三维黏弹性人工边界进行模拟,建立三维有限元模型,在模型的边界上延伸一层实体单元,利用黏弹性边界的弹簧-阻尼器的系数公式推导出边界单元的弹性模量和阻尼系数,并赋值给边界材料参数。利用地震响应时程分析法,对带有等效一致黏弹性边界的重力坝模型计算得出的结果与以无质量地基的方法来阻止地震波在边界反射的计算结果相比较,得出使用等效三维一致黏弹性边界来模拟地震辐射阻尼的抗震性能更好,可大大减少建模工作量,为复杂结构进行抗震分析提供了新的方法。 展开更多

关键词 等效三维一致黏弹性边界 无质量地基 抗震分析 时程分析法 ADINA

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