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LDDA动接触力的迭代算法 被引量:12
1
作者 张伯艳 陈厚群 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期1-6,共6页
概述了接触非线性问题的各种分析方法,指出了用Lagrange Discontinous Deformation Analysis(LDDA)求解缝面接触问题有较大优点,与DDA方法比较,它对接缝的处理更真实、更自然;又因为LDDA对全部接触力进行平衡迭代,所以接触力的计算精度... 概述了接触非线性问题的各种分析方法,指出了用Lagrange Discontinous Deformation Analysis(LDDA)求解缝面接触问题有较大优点,与DDA方法比较,它对接缝的处理更真实、更自然;又因为LDDA对全部接触力进行平衡迭代,所以接触力的计算精度也较高;同时,推导了LDDA的基本公式,提出了一个新的计算动接触力的迭代求解算法-改进的Uzawa迭代算法,该算法的松驰因子是依据块体接触的物理特性而非按照数学理论选用的,算例表明:LDDA理论和与之相对应的动接触力的迭代求解算法具有较快的收敛速度和较高的计算精度。为接触问题的计算提供了一个有效的方法和工具。 展开更多
关键词 接触非线性 接触力 迭代算法 收敛速度 LDDA
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MatLab在科学和工程计算中的应用 被引量:6
2
作者 张伯艳 《电脑学习》 2001年第1期35-37,共3页
简单介绍了 MatLab在数据输入、数值运算以及图形可视化方面的功能,展示了 MatLab在解决工程问题方 面的简洁、快捷与直观性,对MatLab有兴趣、特别是欲利用MatLab开发软件解决科学与工程问题的读者 有参考价值。
关键词 MATLAB 数值计算 有限元 科学计算 工程计算 应用软件
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施工期裂缝对拱坝静动力响应的影响 被引量:3
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作者 张伯艳 李德玉 何建涛 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期72-76,共5页
本文简要介绍拉格朗日不连续变形分析(LDDA)和以黏弹性边界为吸能边界的地震输入方法。用LDDA模拟拱坝横缝、诱导缝和施工期温度裂缝,对西南地区某300米级高拱坝进行有限元网格剖分,研究对比有、无施工期温度缝情况下坝体的静动位移和应... 本文简要介绍拉格朗日不连续变形分析(LDDA)和以黏弹性边界为吸能边界的地震输入方法。用LDDA模拟拱坝横缝、诱导缝和施工期温度裂缝,对西南地区某300米级高拱坝进行有限元网格剖分,研究对比有、无施工期温度缝情况下坝体的静动位移和应力,温度缝的张开和滑移以及缝端的应力。得出以下结论:施工期温度缝可明显增加静位移,但动位移相差不大,作为衡量裂缝扩展的缝端应力未超过混凝土的抗拉强度。 展开更多
关键词 水工结构 抗震性能 虚拟裂纹 高拱坝 横缝
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非线性坝体地基系统的静动组合分析方法 被引量:2
4
作者 涂劲 《鄂州大学学报》 2005年第6期8-11,共4页
为配合因考虑地基辐射阻尼作用和大坝坝体横缝非线性两大关键因素而采用的地震波动反应分析方法和动接触力计算模型,该文建立了对非线性结构反映静动荷载耦合作用的静动组合计算方法,使得动接触力模型能够用于静力问题的计算,同时使得... 为配合因考虑地基辐射阻尼作用和大坝坝体横缝非线性两大关键因素而采用的地震波动反应分析方法和动接触力计算模型,该文建立了对非线性结构反映静动荷载耦合作用的静动组合计算方法,使得动接触力模型能够用于静力问题的计算,同时使得静力计算和采用波动模拟方法的动力计算能够统一、连续进行。 展开更多
关键词 坝体-地基系统 静动组合计算 波动模拟方法 动接触力模型
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地震模拟振动台的数字仿真及其在龙江拱坝上的应用
5
作者 张伯艳 李德玉 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2007年第1期42-45,90,共5页
通过对地震模拟振动台工作原理的模仿,用计算机技术实现了对地震模拟振动台的数字仿真。在这一“仿真模型”中,黏弹性边界被用来吸收外传的散射波。因此,计入了无限地基辐射阻尼的影响。利用该“仿真模型”计算了龙江拱坝的地震反应... 通过对地震模拟振动台工作原理的模仿,用计算机技术实现了对地震模拟振动台的数字仿真。在这一“仿真模型”中,黏弹性边界被用来吸收外传的散射波。因此,计入了无限地基辐射阻尼的影响。利用该“仿真模型”计算了龙江拱坝的地震反应。计算结果表明:考虑无限地基辐射阻尼的影响。龙江拱坝的动拱梁应力与无质量地基模型比较均有较大幅度的降低,最大降幅约在40%~50%范围内。且导致正常蓄水位和死水位条件下。大坝静动综合的最大主拉、主压应力明显降低。 展开更多
关键词 振动台 数字仿真 地震波 辐射阻尼 龙江拱坝
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混凝土试件细观结构的数值模拟 被引量:189
6
作者 马怀发 陈厚群 黎保琨 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期27-35,共9页
本文将常用混凝土级配曲线与三维富勒级配曲线作了对比分析,从而为基于瓦拉文公式的随机骨料模型对试件内截面进行细观结构的数值模拟提供了依据。在此基础上,采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相弹性损伤退化,利用有限元方法进... 本文将常用混凝土级配曲线与三维富勒级配曲线作了对比分析,从而为基于瓦拉文公式的随机骨料模型对试件内截面进行细观结构的数值模拟提供了依据。在此基础上,采用双折线损伤演化模型描述混凝土细观各相弹性损伤退化,利用有限元方法进行了混凝土湿筛试件、全级配试件单轴受压和全级配混凝土三分点梁弯拉细观结构数值模拟。通过单轴受压数值试验讨论了同一级配不同骨料分布、有限元单元尺寸及试件尺寸对极限荷载计算结果的影响。结果显示:(1)同级配不同随机骨料分布的影响在试验结果统计范围之内;(2)为了充分反映混凝土细观特性的非均性,单元尺寸应小于最小骨料粒径的三分之一;(3)湿筛试件与全级配试件数值模拟结果验证了试件的尺寸效应。在全级配混凝土三分点梁弯拉试验的模拟计算中,讨论了界面单元、固化水泥砂浆基底强度及损伤参数对计算结果的影响。通过细观结构数值模拟,直观显示了混凝土试件单轴受压和三分点梁抗弯曲试验在不同加载阶段微裂缝产生、扩展直至失稳的过程,及其宏观应力-应变曲线的变化情况。基于有关文献资料给定的混凝土各相参数得到的数值模拟结果与试验统计结果相符。 展开更多
关键词 混凝土 随机骨料模型 细观力学 数值模拟
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黏弹性人工边界地震动输入方法及实现 被引量:113
7
作者 何建涛 马怀发 +1 位作者 张伯艳 陈厚群 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期960-969,共10页
本文对实现黏弹性边界的常用方法进行了总结,对相应于黏弹性边界的地震动输入公式进行了详细推导,把自由场应力的求解也转化为自由场速度的求解,简化了地震动输入公式,并给出了地震动输入的简化方法。基于ABAQUS软件,进行算例分析并和... 本文对实现黏弹性边界的常用方法进行了总结,对相应于黏弹性边界的地震动输入公式进行了详细推导,把自由场应力的求解也转化为自由场速度的求解,简化了地震动输入公式,并给出了地震动输入的简化方法。基于ABAQUS软件,进行算例分析并和理论解进行对比,验证了各种黏弹性边界实现方式及本文地震动输入方法的合理性和正确性。最后,对大朝山重力坝典型挡水坝段进行地震响应分析,通过施加黏弹性边界并输入相应地震动,评价了无限地基辐射阻尼的影响,并与无质量地基模型的计算结果进行了比较。结果表明,考虑辐射阻尼效应后坝体地震响应明显降低,故在实际工程抗震分析时对其影响应予以适当考虑。 展开更多
关键词 辐射阻尼 黏弹性边界 地震动输入
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混凝土细观力学研究进展及评述 被引量:82
8
作者 马怀发 陈厚群 黎保琨 《中国水利水电科学研究院学报》 2004年第2期124-130,共7页
本文介绍了混凝土细观力学的研究方法,总结了到目前为止在细观层次上对混凝土实验研究和数值模拟的研究成果,详细分析讨论了格构模型、随机骨料模型和随机力学特性模型3种细观力学数值模型的优缺点。目前混凝土细观力学的研究主要集中... 本文介绍了混凝土细观力学的研究方法,总结了到目前为止在细观层次上对混凝土实验研究和数值模拟的研究成果,详细分析讨论了格构模型、随机骨料模型和随机力学特性模型3种细观力学数值模型的优缺点。目前混凝土细观力学的研究主要集中对细观数值模型的研究,已建立起来的细观数值模型仍待完善,同时尚缺乏系统的各相材料力学特性参数试验测定成果。用细观力学数值模拟取代部分试验任务还要做很多工作。 展开更多
关键词 混凝土 细观力学 数值模拟 试验 骨料
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坝址地震动输入机制探讨 被引量:82
9
作者 陈厚群 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期1417-1423,共7页
本文首先对坝址地震危险性分析给出的设计地震动峰值加速度的基本概念进行了阐述,讨论了采用封闭的振动体系和开放的波动体系的两种不同地震动输入方式进行建筑物抗震分析的适用范围。论述了作为坝体和地基相互作用中主要因素的地基辐... 本文首先对坝址地震危险性分析给出的设计地震动峰值加速度的基本概念进行了阐述,讨论了采用封闭的振动体系和开放的波动体系的两种不同地震动输入方式进行建筑物抗震分析的适用范围。论述了作为坝体和地基相互作用中主要因素的地基辐射阻尼的本质,及其在坝体地震响应分析中应予考虑的必要性。总结归纳了与考虑地基辐射阻尼的坝体抗震分析模型相应的两类更合适的入射自由场地震动输入的方式和机制,指出了目前在一些大坝抗震分析中采用地震动输入方式,需要澄清和探讨的问题。最后,对当前在坝址地震动输入方面需要关注和深入探讨的重点问题提出了建议。 展开更多
关键词 大坝坝址 地震动输入 动态相互作用 地基辐射阻尼 散射场 自由场
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汶川大地震和大坝抗震安全 被引量:82
10
作者 陈厚群 徐泽平 李敏 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期1158-1167,共10页
本文从大坝抗震安全角度概述了四川汶川8.0级地震的特点,简要介绍和分析了地震中大坝的震情,特别是震区几个百米以上高坝的震害,初步归纳了此次地震的启迪和教训。对于此次地震后国内外提出和关注的若干问题,诸如:是否要在多地震的我国... 本文从大坝抗震安全角度概述了四川汶川8.0级地震的特点,简要介绍和分析了地震中大坝的震情,特别是震区几个百米以上高坝的震害,初步归纳了此次地震的启迪和教训。对于此次地震后国内外提出和关注的若干问题,诸如:是否要在多地震的我国进行高坝建没;如何评价在我国西部强震区兴建一系列高坝的抗震安全性以及汶川地震是否有可能与紫坪铺及三峡等工程水库蓄水有关等等,阐明了作者的观点和认识。最后,提出我国高坝水库抗震安全的重点应是防止其严重地震灾变,探讨了其存在的主要问题及解决途径,并提出了相应的建议。 展开更多
关键词 汶川地震 大坝震情 启迪教训 抗震安全 灾变防御
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南水北调工程抗震安全性问题 被引量:49
11
作者 陈厚群 《中国水利水电科学研究院学报》 2003年第1期17-22,共6页
南水北调工程的东线、中线和西线三条调水路线联系了我国长江、淮河、海河和黄河四大江河,全长超过3000km。各线路所经大部分地区都属峰值加速度在0 1g以上的较强地震区,尤其西线更甚。本文强调指出南水北调工程抗震安全的重要性及其遭... 南水北调工程的东线、中线和西线三条调水路线联系了我国长江、淮河、海河和黄河四大江河,全长超过3000km。各线路所经大部分地区都属峰值加速度在0 1g以上的较强地震区,尤其西线更甚。本文强调指出南水北调工程抗震安全的重要性及其遭受震害的严重后果,讨论了工程抗震面临的关键技术问题,诸如:长距离输水工程的地震动输入参数的选择,工程穿越活动断裂的影响,以及长距离输水隧洞和大型输水渡槽,特别是穿越黄河的工程。此外,还简略介绍了规划阶段的一些初步的抗震研究成果,包括中线工程大型渡槽的结构分析和大型振动台试验研究以及穿黄隧洞方案结构抗震分析等,提出了有待深入研究的问题。 展开更多
关键词 南水北调 抗震安全 工程抗震
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混凝土随机凸多面体骨料模型生成及细观有限元剖分 被引量:50
12
作者 李运成 马怀发 +1 位作者 陈厚群 胡晓 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期588-592,共5页
混凝土的级配及骨料含量对其宏观力学特性有直接的影响,适当的随机骨料模型是进行混凝土细观力学数值模拟分析的前提和基础。本文针对全级配大坝混凝土的高骨料含量的要求,给出了一种高效率生成随机球骨料模型的方法。并在随机球骨料模... 混凝土的级配及骨料含量对其宏观力学特性有直接的影响,适当的随机骨料模型是进行混凝土细观力学数值模拟分析的前提和基础。本文针对全级配大坝混凝土的高骨料含量的要求,给出了一种高效率生成随机球骨料模型的方法。并在随机球骨料模型的基础上,形成随机凸多面体骨料模型。同时,研究了细观单元属性判别方法,编制了对含有凸多面体骨料的细观区域进行结构性有限元网格剖分程序。本文给出的三维随机骨料模型算法不但考虑混凝土的骨料的实际级配和含量,而且计及了骨料的实际形态。 展开更多
关键词 细观力学 全级配混凝土 三维随机骨料模型 数值模拟
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拱坝地震输入模型中黏弹性边界与黏性边界的比较 被引量:56
13
作者 刘云贺 张伯艳 陈厚群 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期758-763,共6页
本文首先介绍了动力分析中无限地基数值模拟采用的各种方法,包括无穷元方法、边界元方法、无穷边界元方法。无限边界处理有叠加边界、黏性边界、黏弹性边界和人工透射边界。介绍了拱坝地震自由场输入模型。通过算例和实际工程计算,验证... 本文首先介绍了动力分析中无限地基数值模拟采用的各种方法,包括无穷元方法、边界元方法、无穷边界元方法。无限边界处理有叠加边界、黏性边界、黏弹性边界和人工透射边界。介绍了拱坝地震自由场输入模型。通过算例和实际工程计算,验证了黏性边界和黏弹性边界均有较好的吸能效果,且两种边界条件下,所得计算结果几乎一致。黏性边界或黏弹性边界均可作为拱坝地震自由场输入模型中的吸能边界。 展开更多
关键词 拱坝 黏性边界 黏弹性边界 自由场
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细观结构不均匀性对混凝土动弯拉强度的影响 被引量:37
14
作者 马怀发 陈厚群 黎保琨 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期846-852,共7页
本文在随机骨料模型的基础上,提出了既能反映混凝土骨料分布随机性又能反映混凝土细观各相材料力学特性随机性的随机骨料随机参数模型。利用该模型并考虑材料的细观力学的应变率效应,对湿筛混凝土和全级配混凝土梁进行了三分点冲击弯拉... 本文在随机骨料模型的基础上,提出了既能反映混凝土骨料分布随机性又能反映混凝土细观各相材料力学特性随机性的随机骨料随机参数模型。利用该模型并考虑材料的细观力学的应变率效应,对湿筛混凝土和全级配混凝土梁进行了三分点冲击弯拉断裂数值模拟,分析了混凝土材料参数的离散性、混凝土级配以及初始静预载水平对其动弯拉强度的影响。研究表明:(1)随混凝土材料的弹性模量和抗拉强度的离散性增大,静弯拉强度和动弯拉强度降低,但动弯拉强度增强系数得到提高;(2)一定条件下全级配的混凝土梁的动弯拉强度增强系数高于湿筛混凝土梁的动弯拉强度增强系数;(3)为了更准确地确定动弯拉强度增强系数,应该考虑混凝土级配和初始预静载水平所产生的应变率效应对其的影响。 展开更多
关键词 细观力学 混凝土 应变率效应 动弯拉强度 不均匀性 随机骨料随机参数模型
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拱坝坝肩抗震稳定分析 被引量:41
15
作者 张伯艳 陈厚群 +1 位作者 杜修力 张艳红 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第11期55-59,共5页
高拱坝坝肩抗震稳定分析是建于地震高烈度区的高拱坝抗震设计的关键课题之一 .本文将传统的用于块体稳定分析的刚体极限平衡方法和有限元计算分析相结合 ,求解拱坝坝肩抗震稳定问题 .具体作法是 :有限元网格剖分时 ,尽可能布置有限元节... 高拱坝坝肩抗震稳定分析是建于地震高烈度区的高拱坝抗震设计的关键课题之一 .本文将传统的用于块体稳定分析的刚体极限平衡方法和有限元计算分析相结合 ,求解拱坝坝肩抗震稳定问题 .具体作法是 :有限元网格剖分时 ,尽可能布置有限元节点于拱坝坝肩的可能滑动块体表面 .完成有限元静动力分析后 ,将块体表面各节点的静动应力进行积分 ,求出块体拱推力、作用于块体上的地震荷载等 ,然后由刚体极限平衡法求拱坝坝肩抗震稳定安全系数 .上述方法的特点是能充分利用有限元和刚体极限平衡两种分析方法的优点 ,可以提供安全系数时程曲线 ,安全系数的定义与现行规范一致 。 展开更多
关键词 拱坝 坝肩 抗震稳定 刚体极限平衡
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应变率效应对混凝土动弯拉强度的影响 被引量:41
16
作者 马怀发 陈厚群 黎保琨 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期69-76,共8页
本文基于混凝土材料的应变率效应及有关试验资料,给出了混凝土材料强度和弹性模量强化曲线,根据该关系曲线并考虑初始静预载的情况,建立了混凝土梁动弯加载过程的有限元数值模型。利用该数值模型模拟了不同加载速率和具有不同初始预静... 本文基于混凝土材料的应变率效应及有关试验资料,给出了混凝土材料强度和弹性模量强化曲线,根据该关系曲线并考虑初始静预载的情况,建立了混凝土梁动弯加载过程的有限元数值模型。利用该数值模型模拟了不同加载速率和具有不同初始预静载时梁在冲击荷载作用下动弯拉破坏过程,分析了混凝土强度和弹性模量的应变率敏感性对不同初始预静载水平下的混凝土梁动弯拉强度的影响,初步揭示出动载强度随着应变率变化的规律。研究表明,在复杂加载情况下,动强度与应变历史、应变率历史以及材料的损伤积累有关。 展开更多
关键词 混凝土 应变率 动强度 试验研究 数值模拟
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基于设定地震的重大工程场地设计反应谱的确定方法 被引量:41
17
作者 陈厚群 李敏 石玉成 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第12期1399-1404,共6页
场址设计地震动参数的合理确定是重大工程抗震安全分析的重要环节之一。本文分析了基于地震危险性概率分析方法所得到的一致概率反应谱所存在的问题和不足,提出了一个新的反应谱确定方法,其直接采用不经烈度转换的反应谱衰减关系式且以... 场址设计地震动参数的合理确定是重大工程抗震安全分析的重要环节之一。本文分析了基于地震危险性概率分析方法所得到的一致概率反应谱所存在的问题和不足,提出了一个新的反应谱确定方法,其直接采用不经烈度转换的反应谱衰减关系式且以场地相应设防概率水平的地震动峰值加速度为前提,采用发生概率最大的原则和与潜在震源中主干断裂相关联的原则确定场地相关设计反应谱。实例分析表明,该方法所确定的设计地震及场址反应谱参数较为合理,易于为工程设计人员所接受,并能满足工程抗震设计需求。 展开更多
关键词 设定地震 一致概率反应谱 峰值加速度 潜在震源
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一种混凝土随机凸多边形骨料模型生成方法 被引量:41
18
作者 马怀发 芈书贞 陈厚群 《中国水利水电科学研究院学报》 2006年第3期196-201,共6页
混凝土的级配及骨料含量对其宏观力学特性有直接的影响,适当的随机骨料模型是进行混凝土细观力学数值模拟分析的前提和基础。本文首先讨论了瓦拉文公式的推导过程,分析了骨料分布和形态的随机特性,按照骨料切面几何图形面积等效的原则,... 混凝土的级配及骨料含量对其宏观力学特性有直接的影响,适当的随机骨料模型是进行混凝土细观力学数值模拟分析的前提和基础。本文首先讨论了瓦拉文公式的推导过程,分析了骨料分布和形态的随机特性,按照骨料切面几何图形面积等效的原则,将瓦拉文公式推广应用于确定二维混凝土试件截面凸多边骨料分布。研究了点与多边形及多边形与多边形的贯穿和侵入的几何关系,编制了凸多边形生成程序和细观有限元剖分程序。全级配混凝土梁三分点加载弯曲数值试验显示了所编程序的正确性。 展开更多
关键词 细观力学 全级配混凝士 随机凸多边形骨料模型 数值模拟
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混凝土高坝强震震例分析和启迪 被引量:36
19
作者 陈厚群 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期10-18,共9页
强震作用下的高坝抗震安全性广受关注。但迄今坝址的地震动输入却仍有较多不确定因素,且高坝的地震响应也相当复杂。对经受强震作用的高坝震害的现场详尽调查和深入分析研究,对改进现行抗震设计理念和推动高坝抗震安全的研究极为重要。... 强震作用下的高坝抗震安全性广受关注。但迄今坝址的地震动输入却仍有较多不确定因素,且高坝的地震响应也相当复杂。对经受强震作用的高坝震害的现场详尽调查和深入分析研究,对改进现行抗震设计理念和推动高坝抗震安全的研究极为重要。本文对全球经受过Ⅷ度以上强震的百米以上混凝土高坝的震害实例进行了较详尽的分析研究,其中包括在中国发生的汶川大地震中对沙牌碾压混凝土拱坝和宝珠寺混凝土重力坝震害的初步调研分析,探讨了从这些震害实例中得到的启迪。 展开更多
关键词 震害 高混凝土坝 强地震 实例分析 启迪
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拱坝坝体—地基动力相互作用的振动台动力模型试验研究 被引量:26
20
作者 李德玉 王海波 +1 位作者 涂劲 张艳红 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第7期30-35,共6页
在振动台上进行拱坝动力模型试验时,设置人工阻尼边界,以模拟地震时地震动能量向无限远域地基逸散的地基幅射阻尼效应。选用液体作为阻尼材料,其厚度根据阻尼液体的黏滞系数、基础材料的弹性模量和密度确定。试验同时模拟坝体—地基—... 在振动台上进行拱坝动力模型试验时,设置人工阻尼边界,以模拟地震时地震动能量向无限远域地基逸散的地基幅射阻尼效应。选用液体作为阻尼材料,其厚度根据阻尼液体的黏滞系数、基础材料的弹性模量和密度确定。试验同时模拟坝体—地基—库水的动力相互作用和坝体伸缩横缝的动力非线性影响。通过数值对比计算分析,验证了同时计入上述诸多复杂因素影响拱坝系统动力模型试验研究的可行性。为今后进行类似试验研究,合理评价高拱坝的抗震安全,探索了新的研究途径。 展开更多
关键词 拱坝 无限地基辐射阻尼 振动台 模型试验
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