土层非线性地震反应分析方法及其检验

合集下载

混凝土结构非线性地震响应分析与设计

混凝土结构非线性地震响应分析与设计地震是一种严重的自然灾害，对建筑结构产生巨大的冲击和摧毁力。

在地震区域建造结构时，需要进行地震响应分析与设计，以确保结构的安全性和可靠性。

混凝土结构是一种常见的建筑结构形式，其非线性地震响应分析与设计对于地震工程的研究至关重要。

混凝土结构的非线性地震响应分析是通过数值模拟的方法，对结构在地震作用下的动力响应进行研究。

它考虑了结构本身和地震作用之间的非线性特性，以更准确地评估结构的性能。

非线性地震响应分析主要包括以下几个方面的内容：首先，需要建立结构的有限元模型。

有限元模型是对结构进行离散化处理的数学模型，用于描述结构的几何形状、材料性质和边界条件等。

在混凝土结构的非线性地震响应分析中，通常采用三维有限元模型来模拟结构的动力响应。

通过选择适当的网格划分和材料参数，可以较好地反映结构的真实情况。

其次，需要确定地震荷载。

地震荷载是指地震作用对结构产生的力和力矩。

地震荷载的大小和方向取决于地震的震级、震源距离和结构的特性。

在非线性地震响应分析中，常使用地震响应谱来表示地震荷载的动力特性。

地震响应谱是将地震源的动力特性和结构的响应能力综合考虑后得到的一种规范化的频率响应函数。

通过确定地震响应谱曲线，可以更好地模拟地震荷载对结构的作用。

接下来，需要考虑结构的非线性特性。

混凝土结构的非线性特性主要包括材料的非线性、几何的非线性和接触的非线性。

材料的非线性是指材料在受力作用下产生的应变-应力关系不是线性的现象。

混凝土材料在受到较大的应力作用时，会发生应变硬化、破坏和失稳等非线性现象。

几何的非线性是指结构在受到较大变形作用时，其刚度和刚度矩阵会发生改变，从而影响结构的动力性能。

接触的非线性是指结构的构件之间在接触面上产生的相互作用力不是线性的现象。

在非线性地震响应分析中，需要对这些非线性进行合理的建模和计算。

最后，需要进行非线性地震响应分析和设计。

通过对结构的有限元模型、地震荷载和非线性特性进行综合分析，可以得到结构在地震作用下的响应情况。

地震作用下混凝土结构的非线性分析

地震作用下混凝土结构的非线性分析地震是毁灭性的自然灾害之一，往往能够在短时间内造成严重的破坏。

混凝土结构作为重要的建筑结构体，也容易受到地震的影响。

因此，针对地震作用下混凝土结构的非线性分析，对深化理解混凝土结构的力学行为，提高工程设计和抗震能力具有重要意义。

一、地震作用下混凝土结构地震作用对混凝土结构的影响主要表现为地震荷载和地震反应。

地震荷载包括水平力荷载和竖向重力荷载，会导致混凝土结构变形而产生内力，从而对结构产生破坏。

地震反应则是指混凝土结构受到地震荷载作用后的变形和振动。

二、混凝土结构的非线性行为由于混凝土材料的非线性行为以及结构受力状态的复杂性，混凝土结构容易出现非线性的变形和破坏。

一般而言，混凝土结构的非线性行为包括拉压非线性、剪切非线性和扭转非线性等。

其中，拉压非线性是指混凝土在受拉和受压时的力学行为不同。

剪切非线性则是指混凝土在剪力作用下的变形和破坏。

扭转非线性则是指混凝土在扭转作用下的变形和破坏。

三、混凝土结构的非线性分析混凝土结构在受到地震荷载作用后，会出现非线性行为。

因此，为了准确地研究混凝土结构在地震作用下的力学行为，需要进行非线性分析。

非线性分析可以分为几类，如基于材料的非线性分析、基于几何的非线性分析和基于混凝土结构非线性分析等。

其中，基于混凝土结构非线性分析是深入研究混凝土结构非线性行为的最为有效和准确的方法。

四、混凝土结构的数值模拟混凝土结构的非线性分析依赖于数值模拟。

数值模拟是指通过计算机模拟混凝土结构的受力状态，并预测在地震作用下的变形和破坏情况。

数值模拟常见的方法包括了有限元法（FEM）和离散元法（DEM）。

在进行数值模拟之前，需要确定合适的材料模型，以准确地描述混凝土的非线性行为。

五、应用前景混凝土结构的非线性行为和非线性分析的研究，对加强混凝土结构的抗震能力至关重要。

随着计算机技术的发展，数值模拟在实际工程设计和模拟研究中的应用越来越广泛。

因此，未来混凝土结构的非线性分析和数值模拟的发展将有助于更准确地评估工程结构的抗震性能，提高建筑抗震能力，为地震的稳定防范和减灾工作提供保障。

非线性工程场地随机地震反应分析

பைடு நூலகம்
维普资讯
・
５・８
第３卷第１期２６２００６年８月
山西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩ兀ＥＴＥ
Ｖｏ．２Ｎｏ．６Ｉ３１
Ａｕ．２０ｇ０６
文章编号：０９６２（０６）６０５．２１０ —８５２０１ —０８０
效线性化方法＿两类方法。这其中，３］严格的随机等效线性化方法虑介质的非线性性质，文中利用工程中广泛应用的等效线性化方分析繁杂，以推广，难在土动力分析中较少应用。相对而言，基于法将上述线性波动有限元分析推广到非线性领域。考虑土的非确定性等效线性化分析方法提出的随机等效线性化方法理论上线性性质的等效线性模型是把土视为粘弹性体，采用等效剪切模并不严密，且其中参数如ｒ的确定也带有一定的经验性，该量Ｇ和等效阻尼比这两个参数来反映土动应力和土动应变关但方法简单易行、适用范围广，中将在此基础上，工程波动理论系的两个基本特征：文把非线性与滞后性，将剪切模量Ｇ和阻尼比并中散射问题的处理方法与随机振动的虚拟激励方法相结合，出提
非线性工程场地随机地震反应分析
陈原
摘要：将工程波动理论中散射问题的分析方法与考虑土介质非线性性质的等效线性化方法和随机振动的虚拟激励方法相结合，发展了开放系统中考虑土介质非线性性质的随机波动分析方法，ＭｏｔＣｒ用ｎｅａｌ－ｏ模拟的方法对所提出方法的

等效线性和非线性方法土层地震反应分析对比

的正弦及天然地震加速度时程，使用等效线性方法和非线性方法对水平均质土层的地震反应进行了计算分析。将两种方法计算结果进行了对比，探讨了考虑土体动应力应变关系的非线性方法与等效线性方法计算结果的差别。非线性方法所得土层的动力反应过程滞后于等效线性方法的计算结果。动荷载的频率及强度较低或较高时两种方法计算结果的差异较大，土体的阻尼会放大这种
２．Ｎｏ￣ｈｗｅｓｔＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００３２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓａｍｏｎｇｓｏｔｆｓｏｉｌ，ｓａｎｄｓｏｉｌａｎｄｌｏｅｓｓｄｙｎａｍｉｃｓｈｅａｒｉｎｇｍｏｄｕｌｅａｎｄｄａｍｐｉｎｇｒａｔｉｏａｓｗｅｌｌａｓｄｙｎａｍｉｃｓｈｅａｉｎｒｇｓｔｒａｉｎｍａｇｎｉｔｕｄｅ，ｔｈｅａｒｔｉｉｃｆｉａｌｓｅｔｓｉｎｅａｎｄｎａｔｕｒａｌｓｅｉｓｍｉｃａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｔｉｍｅｉｎｔｅｒｖａｌａｒｅｉｎｐｕｔｉｎｔｏｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄｔｈｅｎ，ｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｌｉｎｅａｒｍｅｔｈｏｄａｎｄｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒｍｅｔｈｏｄａｒｅｕｓｅｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌａｎｄ

混凝土砌块结构非线性地震反应分析及基于性能的抗震设计方法

3、裂缝开展：在强烈的震动作用下，混凝土砌块结构可能产生裂缝。裂缝的产生和扩展与砌块的材料特性、配合比、施工工艺等有关。
3、裂缝开展：在强烈的震动作用下，混凝土砌块结构可能产生裂缝
1、确定结构性能目标：根据建筑的重要性、使用功能等因素，确定结构在地震作用下的性能目标，如最大允许位移、最大允许加速度等。
混凝土砌块结构非线性地震反应分析
在非线性地震反应下，混凝土砌块结构会产生多种应力、位移等物理现象，主要包括以下几个方面：
1、应力分布：当地震波通过结构时，由于砌块之间的相互作用，会在砌块内部产生应力分布。根据地震波的特性和砌块的排列方式，应力分布状况会有所不同。
2、位移变形：地震作用下，混凝土砌块结构会发生水平和竖直方向的位移变形。位移变形的程度与地震波的振幅、频率以及结构本身的刚度、阻尼等因素有关。
总结，地震对钢框架结构的影响是一个复杂且重要的课题。通过基于性能的非线性地震反应分析，我们可以更好地理解和预测钢框架结构在地震作用下的行为，从而为设计和优化提供重要的依据。虽然现在面临的挑战很多，但随着科技的不断进步，我们相信未来在这一领域的研究将会取得更大的突破。
感谢观看
试验设计
本次试验采用类似于真实结构的试验模型，以模拟实际砌体结构的抗震性能。试验模型由砖块、砂浆和钢筋等材料组成，具有与实际结构相似的材料性能和构造特点。加载制度采用正弦波振动形式，以模拟实际地震动的特点。测读仪器包括加速度计、位移计和力传感器等，以全面监测结构的振动响应和受力状态。
试验过程
4、对试验数据进行整理和分析
1、砌体结构的自振周期约为0.6秒，与实际结构的自振周期相近。
2、在地震作用下，砌体结构的位移响应和加速度响应均呈现出明显的非线性特点，表明结构进入弹塑性状态。

非线性土层随机地震反应的概率平均等价线性化法

非线性土层随机地震反应的概率平均等价线性化法
吴再光;韩国城;林皋
【期刊名称】《岩土工程学报》
【年(卷),期】1989(11)4
【摘要】本文在总结现有计算土层平稳随机地震反应等价线性化法的基础之上,提出了新的概率平均等价线性化法,以单层土、单自由度水平剪切振动系统为例,用Monte-Carlo数值模拟法对本文方法及其它方法进行了统计检验。

结果表明,概率平均法概念明确,精度较其它方法更高,计算也不复杂,是一种较好的方法。

【总页数】8页(P9-16)
【关键词】土层;随机地震反应;非线性;等价线性化法;概率平均法
【作者】吴再光;韩国城;林皋
【作者单位】大连理工大学土木系
【正文语种】中文
【中图分类】TU435
【相关文献】
1.滞变结构随机地震反应的等价线性化方法研究 [J], 赵晓宇;李军;李张苗
2.不同分布随机参数结构非线性地震反应的概率密度演化 [J], 杨俊毅;陈建兵;李杰
3.非线性土层平稳随机地震反应分析的等价线性化法 [J], 吴再光;韩国城;林皋
4.结构非线性随机地震反应的概率密度演化方法 [J], 刘章军;陈建兵;李杰
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

建筑物抗震设计中的非线性效应分析与应对策略

建筑物抗震设计中的非线性效应分析与应对策略地震是一种破坏性极大的自然灾害，对建筑物的抗震设计提出了极高的要求。

在抗震设计中，非线性效应是一个重要的考虑因素。

本文将探讨建筑物抗震设计中的非线性效应分析与应对策略。

首先，我们需要了解非线性效应在建筑物抗震设计中的作用。

在地震发生时，建筑物所受到的地震作用是一个非线性过程。

传统的线性分析方法无法准确预测建筑物在地震中的响应，因此需要引入非线性效应分析。

非线性效应包括结构材料的非线性、结构体系的非线性以及地震作用的非线性等。

通过对非线性效应的分析，可以更准确地评估建筑物在地震中的性能，并采取相应的应对策略。

其次，我们需要了解非线性效应分析的方法和工具。

在建筑物抗震设计中，常用的非线性效应分析方法包括弹塑性分析、时程分析和非线性静力分析等。

弹塑性分析是一种较为常用的方法，它可以模拟结构在地震中的弹性和塑性响应。

时程分析是一种更加精确的方法，它可以通过模拟地震波的作用，计算出结构在地震中的时程响应。

非线性静力分析则是一种简化的方法，它可以通过模拟结构在不同地震作用下的静力平衡，计算出结构的非线性响应。

在进行非线性效应分析时，需要借助专业的计算软件，如SAP2000、ABAQUS等，这些软件可以提供强大的计算和分析功能，帮助工程师更好地进行非线性效应分析。

然后，我们需要了解非线性效应分析的应对策略。

在进行非线性效应分析时，需要根据分析结果采取相应的应对策略。

一种常见的策略是结构的抗震加固。

通过对结构的加固和改造，可以提高结构的抗震能力，减少地震作用对结构的破坏。

加固方法包括增加结构的刚度和强度、加装抗震支撑和减震装置等。

另一种策略是调整结构的设计参数。

通过调整结构的设计参数，如结构的几何形状、材料的使用和构造的连接方式等，可以改善结构的抗震性能。

此外，还可以采取一些被动控制方法，如阻尼器和摆锤等，来减小结构的振动响应。

最后，我们需要注意非线性效应分析的局限性。

场地土的一维非线性地震反应分析方法

场地土的一维非线性地震反应分析方法
廖河山;徐植信
【期刊名称】《地震工程与工程振动》
【年(卷),期】1992(12)4
【摘要】本文应用一维复合应变波理论和特征线差分法,研究覆盖土层的非线性地震响应。

为了较真实地反映土在不规则循环加载条件下的本构关系,本文采用了多屈服面运动硬化弹塑性模型。

此外,在覆盖层与基岩半空间的界面上,本文引进了弹性边界条件,它能模拟波在半空间介质中的传播过程,从而使数值分析结果更加接近实际。

本文为南浦大桥提供的16组沿深度分布的地震加速度时程,已经应用于南浦大桥的抗震设计中。

【总页数】10页(P30-39)
【关键词】场地;土层;地震;非线性;分析
【作者】廖河山;徐植信
【作者单位】同济大学
【正文语种】中文
【中图分类】P315.9
【相关文献】
1.基于非线性桩土作用黏土场地桥梁地震反应分析 [J], 仲浩然
2.天津滨海软土一维场地地震反应非线性分析研究 [J], 陈万山;赵瑞斌;吕丽华
3.双向水平地震作用下场地土三维非线性反应分析 [J], 梁发云;陈海兵;黄茂松
4.天津滨海软土一维场地地震反应非线性分析研究 [J], 陈万山;赵瑞斌;吕丽华;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

抗震结构设计(非线性反应)

（3）求 y(ti )、（ y&ti )
3kN fs
积分步长：t T /10
2.5 4
3.5 2.5 1.5 1 0.5
P%(t) P(t) 94.74 y&(t) 4.637&y&(t)]
0.1
0.8 t(s)
0.05
y(m) y&(t) 30y(t) 3y&(t) 0.05&y&(t)
y P~ / k~
其中 P%(t) P(t) m[ 6 y&(t) 3&y&(t)] c(t)[3y&(t) t &y&(t)]
t
2
3.计算步骤已知ti-1时刻的状态向量及 y(ti1)、y&(ti1)
求ti时刻的状态向量及增量。
（1）求ti时刻的状态向量
y(ti ) y(ti1) y(ti1)
解：确定步长 m W / g 15 103 / 9.81 1.529 103 kg
W=15yk(Nt)
y(m)
计算步骤已知ti-1时刻的状态向量及
y (ti 1 )、y&(ti 1 )
求ti时刻的状态向量及增量
（1）求ti时刻的状态向量
y(ti ) y(ti1) y(ti1)
y&(ti ) y&(ti1) y&(ti1)
t
0.1
0.8 t(s) 0.05
y(m)
c(t)[3y&(t) t &y&(t)]
2
解：确定步长
（3）求 y(ti )、（ y&ti )
m W / g 15 103 / 9.81 1.529 103 kg

考虑土体强度非线性的地震主动土压力分析

Seismic Active Earth Pressure Analysis Considering Nonlinear Soil Strength
PENG Xiaogang1 WANG Huanyu2 LI Youzhi1
1. Shenzhen Tagen Group Co., Ltd., Shenzhen, Guangdong 518034, China; 2. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha, Hunan 410075, China
y W1
=
1 3
c~
ih
r3 cos idi =c~c03 f1
i0
（10）
同理，块体OAC和OAB的功率也可算出，通过叠加可
得到总的重力做功功率： Wg =c~c03 ^ f1 -f2 -f3h
（11）
f1，f2，f3为无量纲函数，具体如下：
f1
=
3^1
1 +9 tan2
{th
6^3
tan
{t
cos
出了一种切线技术，用以分析岩土工程中的稳定性问题。 Yang[14]表示，该切线的上限解为真实极限荷载的一个严格
上限值，拓展了广义切线技术在极限分析方法中的应用。
对于强度包络线上的任意一点，切线方程为：
x =ct +tan {t vn
（2）
式中：ct、φt——等效的黏聚力和内摩擦角。
根据几何关系和公式（1），可将土体等效内摩擦角正
+
t0 T
mE
（6）
式中：Vs、Vp——横波和纵波的波速； f ——土体放大系数；
t0——回填土底部水平加速度与垂直加速度之间的初始时间差。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

中图分类号：Ｕ３文献标识码：文章编号：０６７４（０００－４－７Ｔ４５Ａ１０－０３２１）０４０４４
Ｄｅｅｏｍｅｔａｄｖｒｆｃｔｎｏｅｈｄｆｒａａｙｉｇｖｌｐｎｎｅｉａｉｆａｍｔｏｏｎｌｚｎｉｏ
ｖｎｉｃｎｅａｄＴｃｎｌｙＳｎｅ０５０，ｈａｅｔｎＳｉｃｎｅｈｏｇ，ａｈ６２ｌＣｉ）ｏｅｏｎ
Ａｂｓｒｃ：ｈｕｒｎｔｏｓｄｔｎｌｚｈｅｓｃｒｓｏｓｆｓｉｌｙｒｓｉａｐｏｒａｅｆｒｆｒｅｎｓｒｎｔａｔＴｅｃｒｅｔｍｅｈｄｕｅｏａａｙｅｔｅｓｉｍｉｅｐｎｅｏｏｌａｅｓｉｎｐｒｐｉｔｏｏｃｓｉｔｏｇｅａｈｕｋｓａｑａｅ．Ａｎ－ｉｎｉｎｌｍｅｈｏｒｓｉｍｉｅｐｎｅａａｙｉｆｎｎｉｅｒｓｉｌｙｒｓｐｏｏｅｏｅｄｍｅｓｏａｔｄｆｅｓｃｒｓｏｓｎｌｓｓｏｏｌｎａｏｌａｅｓｗａｒｐｓｄ．Ｉｓａｏｔｉｃｎｔｕｉｅｏｓｉｔｖｍｏｅｏｏｌｙａｃｗｉａｅｐｎｎｉｌｏｒ，ｃｍｂｎｎａｉ —ｐｃｏｅｌｐｉｇｎｅｒｔｎｔｄｌｆｓｉｄｎｍｉｓｔｎｘｏｅｔａｆｍｈｏｉｉｇｔｍｅｓａｅｖｒａｐｎｉｔｇａｉｏｓｈｍｅａｈｌ —ｒｎｍｉｉｇａｔｃａｏｎａｙｃｎｉｉｎ．ＴｈｓｅｒｅｒｍｃｅｎｄｔｅｍｕｔｔａｓｔｎｒｉｉｌｂｕｄｒｏｄｔｏｉｔｉｆｉｍｅｇｄｆｏａＵＥｄｌｎｔｅｉｂｌｔｍｏｅ，ａｄｉｓｒｌａｉｉｙｗａｅｆｄｂｈｅｕｔｆｒｓｎｎｏｕｅｔ．Ｔｈｅｎｗｔｏｓｕｅｔｈｔｏｇｍｏｉｎｅｏｄｄｂｓｖｒｉｙｔｅｒｓｌｓｏｅｏａｔｃｌｍｎｔｓｓｉｅｅｍｅｈｄｗａｓｄｗｉｈｔｅｓｒｎｔｏｓｒｃｒｅｙ
（．ＣｌｇｆｅｏｐｃｎｉｌｎｉｅｒｇａｂｎｉｅｒｇＵｉｒｔ，Ｈｒｉ１００，ｈａ２ｎｔｕｆｎｉｅｉｇ１ｏｅｅｏｒｓａｅａｄＣｖｇｅｉ，ＨｒｉＥｇｅｎｎｅｓｙａｂ５０１Ｃｉ；．ＩｓｔｏＥｇｅｒｌＡｉＥｎｎｎｎｉｖｉｎｎｉｅｎｎ
第３１卷第４期
２１００年４月
哈
尔
滨
工
程
大
学
学
报
Ｖ０．Ｎ４Ｉ３１ｏ．Ａｐ．０１ｒ２０
ＪｕｎｌｏｒｉｎｉｅｒｎｎｖｒｉｏｒａｆＨａｂｎＥｇｎｅｇＵｉｅｓｙｉｔ
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０７４．０００．０ｏ：３６／．ｓ．０６～０３２１．４０７０ｓ
ｔｅｎｎｉｅｒｓｉｍｉｅｐｎｅｏｏｌｌｙｒｈｏｌａｅｓｃｒｓｏｓｆｓｉａｅｓｎＱｎｈｏ，ＮｈｎｑｎＢｉｇｓａＩＷｅ —ａＷＡＧＺｅ —ｉｇ，ＯＪ — 析方法及其检验
齐文浩，王振清薄景山，，
（．尔滨工程大学航天与建筑工程学院，１哈黑龙江哈尔滨１００；．５０１２中国地震局工程力学研究所，黑龙江哈尔滨１０８；５００３防灾科技学院地震科学系，．河北三河０５０）６２１摘要：针对现行土层地震反应方法在大震情况不适用的问题，基于所提出的指数形式土体动力本构模型（Ｅ模型）Ｕ，
结合时空交叠积分格式和多次透射边界条件，出了一种新的一维土层非线性地震反应分析方法．提利用共振柱试验的结
果检验了ＵＥ模型的可靠性，并利用该方法对唐山响瞠三维强震台阵的资料进行了计算，通过对地表加速度时程和放大
系数以及土层阻尼特性的计算结果进行分析，可知该方法较等效线性化方法更为合理可靠．检验结果表明该方法能够较好地反应土体在强震作用下的非线性特性，可用于土层地震反应分析计算．关键词：土层；非线性地震反应；分析方法；土体动力本构模型；强震台阵；检验
Ｍｅｈｎｃ，ＣｉａＥ￣ｑａｅＡｄｎｓｒｔｎ，Ｈａｂｎ１０８ｃａｉｓｈｎａｈｕｋｍｉｉａｉｔｏｒｉ５００，Ｃｉａ．ａｔｑａｅＳｉｎｅＤｐｒｍｅｔｎｔｕｅｏｓｓｅ — ｒ— ｈｎ；３Ｅｒｕｋｃｅｃｅａｔｎ，ＩｓｔｔｆＤｉａｔｒＰｅｈｉ