文档介绍：摘要在地震作用下,对于大尺度空间结构,如大坝、桥梁、高层建筑、地下结构等等,是否考虑与无限地基的相互作用将对结构的响应产生重要影响。然而,随着科技的发展和工程难度的加大,原有的考虑无限地基的方法已经不能够满足科学研究和实际应用的要求。比例边界有限元方法,简称是最近发展起来的一种新的数值方法,并具有传统有限元法无法超越的优点,例如只用对求解域进行降维求解、自动满足无穷远波动传播条件、可以模拟非均匀无限介质等,所以这种方法比较适合应用于结构一地基相互作用分析中。但是同时由于这种方法在理论方面的局限,使得其在实际应用时提出了诸多的要求。本文致力于尽量削弱或克服这种方法的局限之处,充分利用它的优点,提出了一种基于比例边界有限元法的大坝一库水一地基动力相互作用分析方法,并解决了部分实际应用中所遇到的难题。在研究大坝的地震响应时,水的作用是不可忽视的一种外荷载。本文基于比例边界有限元思想,推导出了可考虑库水可压缩性和水库边界吸收的沽刂品程。并在库水不可压缩的前提下,推导出了基于亩沽Ω郊又柿烤卣蠹扑公式,与原有的工程中普遍采用的其它附加质量计算方法相比,计算精度和效率均得到很大提高,比较适合实际应用。受到比例边界有限元法的相似性要求的限制,对于形态复杂的结构,例如拱坝,不便直接利用比例边界有限元方法解决它与地基的动力相互作用问题。本文研究了子结构分区方法,将结构划分为若干子结构,分别利用比例边晃有限元方法求其刚度,然后叠加成结构的总体刚度矩阵再进行进一步的求解。同时,拱坝无限地基形状和材料都十分复杂,由于比例边界有限元方法相似要求,使得不可能直接利用这种方法对无限地基进行模拟。本文基于锥体动力学理论,提出了一种新的无限地基P停蟠蠹跣了结构一地基系统的外围边界面,并合理地模拟了无限地基对拱坝的作用。通过上述处理,使得大坝一库水一地基动力相互作用问题得到降维,进而大大减少了问题的前处理在上述动力相互作用时域算法中,由于卷积积分运算的存在,大大降低了算法的计算效率。本文分别基于子结构分区法和基函数缩减法,提出了两种改进算法,对参与卷积积分运算的矩阵中关于结构一地基交界面上的自由度进行了大幅度的缩减,使得整个算法的计算效率得到大大的提高。文中还比较了两种改进算法的精度和效率,并针对不工作。同问题作出了合理的选择。大连理工大学博士学位论文。
在以上理论的基础上,本文充分利用比例边界有限元法能够模拟非均匀无限域的优点,合理地提出了重力坝、拱坝的非均匀无限地基模型,分别研究了地基材料弹性模量沿深度按指数变化的无限不均匀地基和地基中存在断层或软弱夹层时对重力坝和拱坝估具有重要参考价值。关键词:比例边界有限元法;大坝一库水一地基动力相互作用分析;时域改进算法;无限地基不均匀性的地震响应影响。从而得出了具有普遍意义的结论,对强震区的高坝建设和抗震安全评基蹦的火坝一库水一地基动力相互作用分析
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作者签名:盏逢廛掌冢忽瑁:阂独创性说明作者郑重声明:本博士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
旌多作者签名:血垂国大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论导师签名:文。大连理工大学博士研究生学位论文
髀选题的意义及工程背景地震是对人类造成重大威胁的主要自然灾害之一。地震灾害伴随着巨大的生命和财地震之所以能够带来如此巨大的生命和财产损失,主要是由它所引发的次生灾害所引起的,例如火灾、垮坝、海啸、滑坡和泥石流等。近百年来,尤其是二战以后,工业化、城市化的迅速发展催生了一批大体积、大跨度、大质量的工业或民用建筑,如高水坝、核电站、超高层建筑、大跨度桥梁、大型地下洞室等。地震一旦来袭,如果这些建筑遭到破坏,将无疑对周围的群众的生命和财产造成巨大的损失。我洋地震带与欧亚地震带之间,构造复杂,地震活动频繁,是世界上大陆地震最多的载以来,我国已发生破坏性地震次。世纪以来我国已发生震级大于镀苹敌缘卣多次,其