二維彈塑性土層的波動(dòng)數(shù)值模擬.pdf

1、土層彈塑性動(dòng)力反應(yīng)分析是土動(dòng)力學(xué)和地震工程學(xué)中重要的研究課題之一。以往的研究大多采用土體非線性粘彈性模型或由經(jīng)典塑性模型進(jìn)行修改、推廣后的本構(gòu)模型，在復(fù)雜動(dòng)荷載作用下，簡單的采用這些本構(gòu)模型已不能很好的描述土的動(dòng)力特性。本文基于土體介質(zhì)的邊界面塑性本構(gòu)模型，利用集中質(zhì)量有限元顯式逐步積分法對(duì)二維土層進(jìn)行了彈塑性動(dòng)力反應(yīng)數(shù)值計(jì)算分析，得出了一些有益的結(jié)論。具體內(nèi)容如下：　　1.本文在大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)之上，對(duì)土層動(dòng)力反應(yīng)分析方法進(jìn)行了

2、簡要評(píng)述，系統(tǒng)學(xué)習(xí)了塑性理論，詳細(xì)研究分析了土體邊界面塑性本構(gòu)模型，編制了求解彈塑性矩陣的子程序WBSD。采用自適應(yīng)多步積分、局部迭代和射線回退相結(jié)合的積分方法，給出了邊界面塑性本構(gòu)關(guān)系數(shù)值實(shí)現(xiàn)過程?；诖藬?shù)值積分方法，編制了邊界面塑性本構(gòu)模型數(shù)值積分子程序WBSI?！　?.采用集中質(zhì)量有限元法并結(jié)合中心差分與單邊差分相結(jié)合的顯式積分格式對(duì)運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行時(shí)空離散。編制了求解二維土層彈塑性動(dòng)力反應(yīng)的程序WSDP?！　?.利用編制的求

3、解二維土層彈塑性動(dòng)力反應(yīng)的程序，分別進(jìn)行了波源問題和散射問題的算例分析。討論了土體本構(gòu)關(guān)系、土層應(yīng)力歷史狀態(tài)、人工邊界以及為消除人工邊界高頻振蕩而采用的粘性阻尼等因素對(duì)土層動(dòng)力反應(yīng)的影響。結(jié)果表明：a)考慮土體邊界面塑性本構(gòu)模型的位移反應(yīng)幅值明顯增大，而且位移反應(yīng)持時(shí)延長；b)分別取土體側(cè)壓力系數(shù)K為0.6和0.4進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果表明隨著土層側(cè)壓力系數(shù)K減小，位移響應(yīng)延遲，傅氏譜幅值增大，高頻成份減少；c)采用本文所設(shè)置的人工邊界對(duì)土層的