结构-地基动力相互作用时域数值计算模型研究 被引量：5

1

作者 李建波 林皋 +1 位作者 陈健云 胡志强 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2005年第2期169-176,共8页

完全在时域数值分析范畴内,本文对结构-地基动力相互作用系统运动方程进行了深入推导,给出了统一的基本表达形式,简化可获得目前应用的各类主要时域模型。其中,基于结构-地基交界面的位移协调条件及作用力与反作用力平衡方程,推导了动... 完全在时域数值分析范畴内,本文对结构-地基动力相互作用系统运动方程进行了深入推导,给出了统一的基本表达形式,简化可获得目前应用的各类主要时域模型。其中,基于结构-地基交界面的位移协调条件及作用力与反作用力平衡方程,推导了动力相互作用分析子结构法模式的时域基本方程。从结构的一般动力平衡方程出发,推导了相互作用直接法模式的基本平衡方程,并基于有限元模型对两类模式间的等价性条件进行了理论验证。 展开更多

关键词 结构-地基动力相互作用 时域数值分析 直接法 子结构法 系统动力方程

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空间结构-地基动力相互作用数值分析时域算法研究 被引量：6

2

作者 钟红 林皋 李建波 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期78-84,共7页

对于大型结构地震响应分析,结构-无限地基耦合系统动力分析的数值实现,往往由于有限元网格过多,以及地基无限域时域计算模型中存在的复杂卷积运算,严重限制了求解规模.为解决此问题,提出了基于阻尼溶剂抽取法的三维结构-地基相互作用分... 对于大型结构地震响应分析,结构-无限地基耦合系统动力分析的数值实现,往往由于有限元网格过多,以及地基无限域时域计算模型中存在的复杂卷积运算,严重限制了求解规模.为解决此问题,提出了基于阻尼溶剂抽取法的三维结构-地基相互作用分析的分区时域逐步求解模型.并针对三维大规模工程问题的数值求解,在积分算法及矩阵存储格式等方面,结合阻尼溶剂抽取法的特点进行了详细的探讨,以推进动力相互作用时域数值分析的实用化.以三维全空间球形空腔动力变形及大岗山拱坝的地震响应分析为例,针对上述数值实现算法进行了具体验证,并就不同的地基弹模及地震波输入方式对坝体响应的影响进行了探讨.计算结果表明,地基辐射阻尼以及河谷散射效应对结构的动力响应有很大影响,而该模型表现出了良好的精度和计算效率. 展开更多

关键词 结构-无限地基动力相互作用 阻尼溶剂抽取法 时域 三维问题

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结构-地基动力相互作用的时域模型 被引量：17

3

作者 陈灯红 杜成斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1164-1172,共9页

结构-地基动力相互作用是结构地震响应分析及安全评估的一个非常重要课题。基于比例边界有限元法,提出了一种新颖的结构-地基动力相互作用的时域模型,即采用比例边界有限元子域模拟近场有限域部分,采用高阶透射边界模拟远场无限域部分... 结构-地基动力相互作用是结构地震响应分析及安全评估的一个非常重要课题。基于比例边界有限元法,提出了一种新颖的结构-地基动力相互作用的时域模型,即采用比例边界有限元子域模拟近场有限域部分,采用高阶透射边界模拟远场无限域部分。通过采用连分式展开和引入辅助变量,有限域的动力方程采用高阶的静力刚度矩阵和质量矩阵表示。高阶透射边界精确满足无限远处的辐射边界条件,具有全局精确、时间局部和收敛速度快等优点。它是基于改进的连分式法求解无限域动力刚度矩阵而建立的,在时域里表示为一阶常微分方程组。通过联立有限域和无限域的运动方程,建立了结构-地基相互作用的标准动力学方程,采用Newmark法可直接求解。3个算例结果表明,该算法在时域里比黏弹性边界更精确、有效。 展开更多

关键词 比例边界有限元法 结构-地基动力相互作用 高阶透射边界 黏弹性边界 时域分析

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不同地基条件下铅基堆悬挂储液结构地震响应分析

4

作者 尹训强 黄华 +1 位作者 徐舒桐 李建波 《地震工程学报》 北大核心 2025年第4期781-788,共8页

鉴于铅基反应堆储液结构的特殊性,考虑不同地基条件对结构动力响应的影响是对其进行抗震适应性分析的关键。以某铅基反应堆为研究对象,通过引入黏弹性人工边界耗散散射波波动能量,并结合用户可编程功能(UPFs)的二次开发特点,基于ANSYS... 鉴于铅基反应堆储液结构的特殊性,考虑不同地基条件对结构动力响应的影响是对其进行抗震适应性分析的关键。以某铅基反应堆为研究对象,通过引入黏弹性人工边界耗散散射波波动能量,并结合用户可编程功能(UPFs)的二次开发特点,基于ANSYS建立考虑流-固耦合的铅基堆悬挂储液结构-地基相互作用分析模型,开展在不同地基条件下,反应堆储液结构的地震响应变化规律研究。分析结果表明:软质地基对堆内液体晃动波高有明显地放大,加速度响应在水平向和竖向受地基类型的影响较显著,而总体位移的变化趋势及幅值变化均不大。研究成果可为铅基反应堆的抗震设计提供技术参考。 展开更多

关键词 结构-地基动力相互作用 流-固耦合 不同地基条件 铅基反应堆 地震响应

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隔振垫浮置板结构动力参数试验研究

5

作者 李沛成 曾志平 +4 位作者 郭无极 李桩 李秋义 吴达 曾强 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1648-1657,共10页

隔振垫浮置板轨道动力参数是评价隔振垫浮置板轨道减振效果的重要指标,也是浮置板轨道动力仿真的关键参数。为了对隔振垫浮置板轨道的动刚度和阻尼比进行系统测定,对组装和零置状态下的隔振垫进行循环加载,基于滞回曲线法探究考虑轨道... 隔振垫浮置板轨道动力参数是评价隔振垫浮置板轨道减振效果的重要指标,也是浮置板轨道动力仿真的关键参数。为了对隔振垫浮置板轨道的动刚度和阻尼比进行系统测定,对组装和零置状态下的隔振垫进行循环加载,基于滞回曲线法探究考虑轨道结构的不同层间结构的轨道动力参数差异性。研究结果表明:在钢轨、浮置板和隔振垫上分别施加简谐荷载,整体浮置板、无钢轨浮置板和隔振垫的平均动刚度分别为230.6、224.6、1.99 kN/mm,转化为隔振垫动力地基模量分别为0.021 3、0.020 7、0.022 1 N/mm^(3);对各位移测点的位移-加载力滞回曲线环进行面积积分,在钢轨、浮置板和隔振垫上分别施加简谐荷载时,3种状态下隔振垫的平均等效阻尼比分别为0.110、0.096、0.122;直接对隔振垫施加循环荷载所测得的隔振垫动力地基模量和阻尼比最大,在钢轨上施加循环荷载的情况次之,在浮置板上施加循环荷载的隔振垫动力地基模量和阻尼比最小,说明在隔振垫、钢轨和浮置板上施加循环荷载时,隔振垫参与压缩变形程度依次减小,直接对隔振垫施加循环荷载所测得的隔振垫动力地基模量和阻尼比能准确描述隔振垫的实际力学性能。 展开更多

关键词 隔振垫浮置板轨道 滞回曲线 动刚度 阻尼比 动力地基模量

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结构-地基开放系统动力相互作用问题的高效解法 被引量：19

6

作者 刘晶波 谷音 李彬 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期112-116,121,共6页

应用黏弹性人工边界将结构-地基开放系统转化为近似的封闭系统,利用等效地震波动输入方法将波动散射问题化为波源问题,再采用振型叠加法对近似封闭系统进行分析,由此建立了一种结构-地基开放系统动力反应问题的高效计算方法。采用高效... 应用黏弹性人工边界将结构-地基开放系统转化为近似的封闭系统,利用等效地震波动输入方法将波动散射问题化为波源问题,再采用振型叠加法对近似封闭系统进行分析,由此建立了一种结构-地基开放系统动力反应问题的高效计算方法。采用高效算法分别计算了二维弹性半空间波源问题和地震作用下结构-地基动力相互作用问题算例,并与采用常规的直接时域逐步积分法给出的计算结果进行了对比,由此讨论了高效算法的特点。与常规直接动力分析方法相比,高效算法可以在确保模拟精度的同时,有效降低计算工作量、节省计算时间,并且结构-地基动力相互作用系统的模型越大、自由度越多,高效算法的优越性就越突出,从而为大型结构-地基系统动力相互作用问题数值分析提供了一种高效而精度足够的解法。 展开更多

关键词 开放系统 封闭系统 结构-地基动力相互作用 波动输入 高效算法

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地基的一个半自由度体系动力模型

7

作者 徐攸在 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期122-124,共3页

关键词 地基 半自由度 地基动力模型 机器基础

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叠层橡胶支座隔震结构地基结构动力相互作用分析 被引量：7

8

作者 潘开名 刘斌 +1 位作者 刘之洋 王晓初 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期71-74,共4页

扼要介绍了对一个带有叠层橡胶支座隔震结构的减震台进行不同位置天然地震波的观测 ,根据减震台的结构设置建立了一个地基 结构动力相互作用的计算模型 ,然后输入观测到的天然地震加速度波形 ,计算减震台台面的地震响应 ,并把计算结果... 扼要介绍了对一个带有叠层橡胶支座隔震结构的减震台进行不同位置天然地震波的观测 ,根据减震台的结构设置建立了一个地基 结构动力相互作用的计算模型 ,然后输入观测到的天然地震加速度波形 ,计算减震台台面的地震响应 ,并把计算结果与观测结果进行比较分析 ,计算结果与试验结果吻合程度较好· 展开更多

关键词 橡胶垫支座 动力响应 地震反应分析 基础隔震 强震观测 隔震结构 地基-结构动力相互作用

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地基基础—坝体体系动力特性及地震反应分析的有限元与无限元耦合法 被引量：5

9

作者 燕柳斌 李国华 夏小舟 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2003年第3期249-253,共5页

编制了有限元及有限元-无限元耦合计算程序,利用其分析了广西源口拱坝在有限域及无限域地基下的动力特性与动力响应,并与常规刚性地基下坝体的动力特性、动力响应进行比较,得出结论:1.弹性地基下拱坝自振频率减小、动位移最大值增大;2.... 编制了有限元及有限元-无限元耦合计算程序,利用其分析了广西源口拱坝在有限域及无限域地基下的动力特性与动力响应,并与常规刚性地基下坝体的动力特性、动力响应进行比较,得出结论:1.弹性地基下拱坝自振频率减小、动位移最大值增大;2.耦合分析法具有较高的精度和显著的经济性,是工程应用中值得推广的一种分析方法. 展开更多

关键词 地基基础—坝体动力相互作用 动力特性 有限元 无限元 耦合法

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饱和地基中埋置基础摇摆振动的动力放大系数

10

作者 胡秀青 蔡袁强 徐长节 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期935-941,954,共8页

基于Biot动力控制方程,研究均质饱和半空间中埋置刚性圆柱基础在摇摆简谐力矩作用下的振动特性.土与基础在四周及基底保持完全黏着接触,相互之间无滑移.利用一种简化的解析方法求解相应的动力响应问题,并给出埋置基础摇摆振动时的动力... 基于Biot动力控制方程,研究均质饱和半空间中埋置刚性圆柱基础在摇摆简谐力矩作用下的振动特性.土与基础在四周及基底保持完全黏着接触,相互之间无滑移.利用一种简化的解析方法求解相应的动力响应问题,并给出埋置基础摇摆振动时的动力放大系数随量纲一激振频率的变化曲线.为验证本文结果的正确性,将地基退化为单相弹性介质,计算相应的动力放大系数曲线,并与已有的结果进行对比.可以看出,量纲一激振频率、基础埋深比、基础质量比和渗透系数均对饱和地基中埋置基础摇摆振动的动力放大系数有很大的影响. 展开更多

关键词 两相介质 地基与基础的动力相互作用 埋置基础 摇摆振动

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动力机器基础振动与设计若干问题的讨论 被引量：24

11

作者 侯兴民 马小燕 +1 位作者 吴汉生 田启强 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2008年第3期131-137,共7页

讨论了《动力机器基础设计规范》(GB 50040-96)中的若干问题,包括质-弹-阻模型、地基动力参数、荷载组合和基础的构造要求等几个方面。对动力响应,基于弹性半空间理论定义质-弹-阻模型中引入的各个参数(频变),基于该模型计算稳态荷载或... 讨论了《动力机器基础设计规范》(GB 50040-96)中的若干问题,包括质-弹-阻模型、地基动力参数、荷载组合和基础的构造要求等几个方面。对动力响应,基于弹性半空间理论定义质-弹-阻模型中引入的各个参数(频变),基于该模型计算稳态荷载或暂态荷载作用下基础的动力响应;引入承载力、变形和稳定性等的验算,并在基础的形状尺寸、埋深、材料、配筋等构造方面为设计人员提供指导;对基础的重要程度进行分类,对重要基础,特殊场地条件下的基础,建造时宜考虑沉降等观测手段,及可改变基础固有特性和加固维修等相关的措施。 展开更多

关键词 动力机器基础设计规范 质-弹-阻模型 地基动力参数 荷载组合 构造要求

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地震波斜入射条件下重力坝动力响应分析 被引量：22

12

作者 苑举卫 杜成斌 刘志明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期120-126,共7页

为建立反映设计地震动的斜入射波场,将地表地震动时程分量分解为斜入射的平面SV波和平面P波,使其共同作用下在地表产生与设计地震动分量相同的响应,而其他方向响应为0,根据固体介质中波的传播理论,推导了斜入射波入射角度之间的关系,以... 为建立反映设计地震动的斜入射波场,将地表地震动时程分量分解为斜入射的平面SV波和平面P波,使其共同作用下在地表产生与设计地震动分量相同的响应,而其他方向响应为0,根据固体介质中波的传播理论,推导了斜入射波入射角度之间的关系,以及幅值与设计地震动分量的联系,通过采用平面波和远场散射波混合透射的应力人工边界条件,得到了反映设计地震动的地震波斜入射条件下的解析方式,以此为基础建立了时域计算分析模型。将该方法应用于某重力坝?地基动力相互作用分析,在不同地基刚度下与垂直入射的情况进行了比较,计算结果表明:地震波斜入射时对重力坝结构有明显的影响,尤其是坝-基交界面上,结构的动力响应要大于地震波垂直入射时结构的动力响应。该方法在均匀地基假设下构造了反映地表设计地震动特征的斜入射波系,斜入射波系在地表的响应具有非一致特征,同时该方法考虑了地基的辐射阻尼,可用于重大工程在地震动非一致输入下的动力响应分析。 展开更多

关键词 时域地震响应 设计地震动 斜入射 粘弹性边界 重力坝-地基动力相互作用

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基于加速度输入的结构-地基相互作用分析分区递归时域算法

13

作者 陈健云 李建波 马秀平 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期880-885,共6页

由于无限地基动刚度的频率相关性,用于结构-地基动力相互作用分析的各种方法基本上都是将地震动作用转化为作用在边界上的力,需要同时包括地震动位移、速度和加速度输入信息.为简化,基于阻尼抽取法,提出一种基于加速度输入的分区递归数... 由于无限地基动刚度的频率相关性,用于结构-地基动力相互作用分析的各种方法基本上都是将地震动作用转化为作用在边界上的力,需要同时包括地震动位移、速度和加速度输入信息.为简化,基于阻尼抽取法,提出一种基于加速度输入的分区递归数值求解算法,该算法仅需要地震动加速度信息,与地震动加速度成比例的结构惯性力作为地震荷载输入,可方便地确定由于结构震动对地基变位的影响,同时避免了无限地基动刚度时域算法中的褶积分.数值算例表明该方法具有良好的精度与应用的简便性. 展开更多

关键词 结构-地基动力相互作用 分区递归时域算法 地震动 无限地基

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固体-液固两相饱和介质耦合动力有限元分析

14

作者 陈震 赵顺波 《人民黄河》 CAS 北大核心 2012年第4期138-139,142,共3页

基于固体介质和液固两相饱和介质动力学方程,采用有限元方法模拟脉冲荷载作用下介质耦合对结构动力响应的影响,并采用黏弹性人工边界模拟地震波的远域能量逸散效应。计算结果表明:介质耦合对地震波的传播有一定的影响;黏弹性人工边界可... 基于固体介质和液固两相饱和介质动力学方程,采用有限元方法模拟脉冲荷载作用下介质耦合对结构动力响应的影响,并采用黏弹性人工边界模拟地震波的远域能量逸散效应。计算结果表明:介质耦合对地震波的传播有一定的影响;黏弹性人工边界可以削弱地震波在固定边界处产生的反射现象,较固定边界计算结果更符合实际情况。 展开更多

关键词 固体介质 液固两相饱和介质 结构-地基动力相互作用 黏弹性人工边界 有限元分析

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水平地震作用下考虑轴向力作用的桩间动力相互作用因子 被引量：6

15

作者 蒋建国 邹银生 +1 位作者 周绪红 易晓华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期764-768,共5页

在N.Markris和G.Gazetas工作的基础上,考虑水平地震作用下桩受轴向力作用,利用梁的动力微分方程,求解桩间动力相互作用因子的简化计算方法。通过分析表明,在轴向力作用较大的情况下,动力相互作用因子的影响较为明显。在对所得结果与前... 在N.Markris和G.Gazetas工作的基础上,考虑水平地震作用下桩受轴向力作用,利用梁的动力微分方程,求解桩间动力相互作用因子的简化计算方法。通过分析表明,在轴向力作用较大的情况下,动力相互作用因子的影响较为明显。在对所得结果与前人工作结果比较的基础上,提出考虑轴向力作用时的影响因素,包括桩土之间的弹性模量之比、无量纲频率及桩距等。算例表明,这一方法具有更可靠的计算精度。 展开更多

关键词 水平地震 轴向力 群桩 动力Winkler地基模型

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层状地基中沉箱加桩复合基础的水平-摇摆振动 被引量：15

16

作者 黄茂松 钟锐 任青 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期790-797,共8页

对沉箱基础底部加桩之后侧向动力性能的改善问题进行了研究。首先,通过沉箱和群桩两部分在界面处的内力平衡和位移协调条件建立了复合基础的水平–摇摆振动方程,其中沉箱部分的振动方程采用动力Winkler地基模型根据受力平衡条件建立,群... 对沉箱基础底部加桩之后侧向动力性能的改善问题进行了研究。首先,通过沉箱和群桩两部分在界面处的内力平衡和位移协调条件建立了复合基础的水平–摇摆振动方程,其中沉箱部分的振动方程采用动力Winkler地基模型根据受力平衡条件建立,群桩部分的振动特性则依据既有文献的研究成果。然后,对沉箱振动的动力Winkler地基模型参数进行了研究,得到改进的表达式。最后,通过算例研究了层状地基中复合基础的水平–摇摆振动问题,验证了沉箱下群桩明显地改善了基础的动力性能。 展开更多

关键词 沉箱加桩复合基础 水平–摇摆振动 动力Winkler地基模型 层状地基

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水平谐振荷载作用下桥梁基桩的动力反应 被引量：6

17

作者 蔡可键 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1504-1508,共5页

针对桥梁基桩在施工和运营过程中不可避免承受动力作用的问题,在考虑桩顶承受轴向和横向静力荷载共同作用的基础上,将激振荷载简化为水平谐振荷载作用,并基于动力Winkler地基梁模型,将桩周土由一系列分布的彼此独立的弹簧和阻尼器所代替... 针对桥梁基桩在施工和运营过程中不可避免承受动力作用的问题,在考虑桩顶承受轴向和横向静力荷载共同作用的基础上,将激振荷载简化为水平谐振荷载作用,并基于动力Winkler地基梁模型,将桩周土由一系列分布的彼此独立的弹簧和阻尼器所代替,建立桥梁基桩在瞬态荷载激励下的横向振动方程,求解基桩横向非线性动力学响应。在考虑桩-土接触和透射边界的基础上,引入有限单元方法建立基桩的二维非线性动力有限元模型,分析了基桩各项设计参数。计算结果表明:基桩桩顶位移大致随荷载频率的变化呈驼峰形,其位移量随着荷载振幅的增大而增加;基桩的自振频率随着长径比的增加而增大,且随着桩-土模量比的增加,自振频率有减小的趋势;增大桩径会增大基桩的受力,其对应的变形也将有所减小,且基桩的稳定性增加。 展开更多

关键词 桩基础 桩-土共同作用 有限单元法 动力Winkler地基梁模型 动力响应

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柔性承台板与群桩的竖向动力作用

18

作者 燕彬 黄义 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第5期136-140,共5页

采用动力文克尔地基模型模拟均质粘弹性土层,推导出了均质土中单桩动阻抗;引用桩-桩动力相互作用因子,得到了刚性承台下群桩的动阻抗;而且建立了柔性承台与桩基础的竖向振动模型,该模型考虑了筏板自身的变形,并导出了其共同作用的运动... 采用动力文克尔地基模型模拟均质粘弹性土层,推导出了均质土中单桩动阻抗;引用桩-桩动力相互作用因子,得到了刚性承台下群桩的动阻抗;而且建立了柔性承台与桩基础的竖向振动模型,该模型考虑了筏板自身的变形,并导出了其共同作用的运动方程。最后对柔性承台与刚性承台的计算结果作了对比分析。 展开更多

关键词 承台 群桩 振动模型 动力文克尔地基模型

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一致粘弹性人工边界及粘弹性边界单元 被引量：434

19

作者 刘晶波 谷音 杜义欣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1070-1075,共6页

提出了一致粘弹性人工边界及粘弹性人工边界单元的概念,推导了二维一致粘弹性人工边界单元刚度及阻尼矩阵,并在其基础上使用矩阵等效原理实现了采用普通有限单元模拟的二维粘弹性边界单元。均匀半空间算例与成层半空间算例验证了粘弹性... 提出了一致粘弹性人工边界及粘弹性人工边界单元的概念,推导了二维一致粘弹性人工边界单元刚度及阻尼矩阵,并在其基础上使用矩阵等效原理实现了采用普通有限单元模拟的二维粘弹性边界单元。均匀半空间算例与成层半空间算例验证了粘弹性边界单元具有与集中粘弹性人工边界相同的精度,并且实施更为简便。 展开更多

关键词 粘弹性人工边界 人工边界单元 有限元 成层半空间 结构-地基动力相互作用

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相互作用分析中地震动输入长周期校正研究 被引量：19

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作者 李建波 陈健云 林皋 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期550-555,共6页

由于长周期误差信号的影响,仅通过直流分量滤波处理地震加速度记录,积分获得的地震波位移时程曲线仍存在很严重的零线飘移现象.通过利用最小二乘法构建原始加速度均值的二次多项式拟合曲线,提出了简便的加速度记录长周期误差时域校正法... 由于长周期误差信号的影响,仅通过直流分量滤波处理地震加速度记录,积分获得的地震波位移时程曲线仍存在很严重的零线飘移现象.通过利用最小二乘法构建原始加速度均值的二次多项式拟合曲线,提出了简便的加速度记录长周期误差时域校正法,在几乎不改变地震加速度频谱主要性质的前提下,很好地改善了加速度记录的积分性质.具体的工程应用验证了其有效性,并显示在大跨度结构-地基动力相互作用时域分析中,地震波输入位移时程对结构总体响应有着明显影响. 展开更多

关键词 动力相互作用 地震波输入 最小二乘优化方法 长周期误差 地基动力 大跨度结构

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