二維彈塑性土層的波動數(shù)值模擬.pdf

1、土層彈塑性動力反應分析是土動力學和地震工程學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)典塑性模型進行修改、推廣后的本構模型，在復雜動荷載作用下，簡單的采用這些本構模型已不能很好的描述土的動力特性。本文基于土體介質的邊界面塑性本構模型，利用集中質量有限元顯式逐步積分法對二維土層進行了彈塑性動力反應數(shù)值計算分析，得出了一些有益的結論。具體內(nèi)容如下：　　1.本文在大量查閱相關文獻基礎之上，對土層動力反應分析方法進行了

2、簡要評述，系統(tǒng)學習了塑性理論，詳細研究分析了土體邊界面塑性本構模型，編制了求解彈塑性矩陣的子程序WBSD。采用自適應多步積分、局部迭代和射線回退相結合的積分方法，給出了邊界面塑性本構關系數(shù)值實現(xiàn)過程?；诖藬?shù)值積分方法，編制了邊界面塑性本構模型數(shù)值積分子程序WBSI?！　?.采用集中質量有限元法并結合中心差分與單邊差分相結合的顯式積分格式對運動微分方程進行時空離散。編制了求解二維土層彈塑性動力反應的程序WSDP?！　?.利用編制的求

3、解二維土層彈塑性動力反應的程序，分別進行了波源問題和散射問題的算例分析。討論了土體本構關系、土層應力歷史狀態(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土層動力反應的影響。結果表明：a)考慮土體邊界面塑性本構模型的位移反應幅值明顯增大，而且位移反應持時延長；b)分別取土體側壓力系數(shù)K為0.6和0.4進行計算，結果表明隨著土層側壓力系數(shù)K減小，位移響應延遲，傅氏譜幅值增大，高頻成份減少；c)采用本文所設置的人工邊界對土層的