有限層法計(jì)算基礎(chǔ)動(dòng)力柔度.pdf

1、基礎(chǔ)動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算的關(guān)鍵是求解動(dòng)力柔度矩陣（動(dòng)力剛度矩陣）。常見的研究基礎(chǔ)動(dòng)力響應(yīng)的方法有：有限元法、邊界元法、子結(jié)構(gòu)法和集總參數(shù)法等等。其中，邊界元法應(yīng)用較為廣泛，但該法將地基土視為均勻彈性體進(jìn)行研究，對于三維層狀地基土則很難適用。而本文所采用的有限層法正是考慮了天然地基的分層特點(diǎn)，位移沿水平方向采用連續(xù)可微的級數(shù)，沿厚度方向則采用線性插值計(jì)算，特別適于計(jì)算三維層狀地基土中基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)問題。相比于將地基土視為均勻介質(zhì)的研究方法，有限層

2、法的分析模型合理，計(jì)算過程簡單，計(jì)算效率高，精度可滿足工程要求。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于成層地基土模型和有限單元法、有限條法的相關(guān)研究，推導(dǎo)了有限層法的主要理論，包括由最小勢能原理推導(dǎo)出層單元的動(dòng)力控制方程，層單元質(zhì)量矩陣、層單元?jiǎng)偠染仃嚭蛯訂卧刃Ш奢d向量的一般表達(dá)形式，以及總質(zhì)量矩陣、總剛度矩陣和總等效荷載向量的形成方式?；谟邢迣臃ㄖ械幕緞?dòng)力控制方程，并結(jié)合中心差分法編制了求解成層土中基礎(chǔ)動(dòng)力響應(yīng)的FORTRAN程

3、序，利用該程序計(jì)算了三層地基土中表面基礎(chǔ)的豎向動(dòng)力柔度，并將計(jì)算結(jié)果與用AB AQ US有限元軟件的模擬結(jié)果進(jìn)行了對比，結(jié)果表明：兩種方法得到的基礎(chǔ)豎向動(dòng)力柔度曲線能夠很好的吻合，表明有限層法具有較高的計(jì)算精度。而且，編制的有限層法程序的計(jì)算效率也高于A BAQ US有限元軟件；有限層法的模型邊界長度A和所取用的級數(shù)的項(xiàng)數(shù)r、t是影響其計(jì)算效率和計(jì)算精度的關(guān)鍵因素。如果不考慮土體阻尼的影響，模型邊界長度 A與基礎(chǔ)邊界長度a的比值（A/a