用于流动液化变形分析的临界状态砂土模型

介绍一个用于流动液化变形分析的临界状态砂土模型.该模型的参量与应力和材料状态无关,模型能自动处理材料因过程发展而产生的各种状态变化.对于一种或几种类似的土,参量一经率定,不论材料初始处在松的可液化状态还是紧的剪胀状态,模型以统一方式模拟材料从起始阶段近似弹性的响应直到趋于临界状态破坏,包括流动液化在内的全程响应,无需在分析过程中人为干预调整模型参量.作者利用完全耦合有限元分析程序SUMDES2D,以Upper San Fernando土坝在1971年地震中的分析为例,示范该模型在流动液化变形分析中的应用.     

网壳结构地震反应分析的振型刚度法

提出振型刚度的概念,通过理论推导,建立振型刚度与结构振型特性之间的关系. 基于振型刚度,通过推覆分析构建非线性能力曲线,该曲线能够考虑结构整体响应而非依赖于特定节点和特征响应. 提出等效线性化迭代方法,结合地震反应谱,克服双线性模型实际耗能不一致的缺点,快速提高目标位移的求解精度. 在此基础上,建立网壳结构地震反应分析振型刚度法（MSPA）. 采用时程分析法（RHA）、传统推覆法（MPA）和振型刚度法（MSPA）计算球面网壳和柱面网壳算例的地震响应,研究结果表明：振型刚度法能较准确地预测结构节点位移、单元应力以及屈服杆件个数,计算精度满足工程要求,大大缩减了计算耗时.     

基于LS-SVM的结构可靠度响应面分析方法

金伟良，袁雪霞 针对实际工程中常见的功能函数不能显式表达的可靠性分析问题，提出了一种基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的结构可靠度响应面分析方法.采用正交试验设计和有限元程序生成学习样本，并依据各随机变量的概率分布抽样得到检测样本;利用LS SVM的高度非线性映射能力，建立了结构响应量与随机变量之间的映射关系.进而结合Monte-Carlo原理，计算结构的失效概率.新方法可直接应用现有的有限元分析程序，对大型结构进行可靠性分析.通过典型工程结构的算例分析，结果表明该方法具有较好的效率和精度.     

水下盾构隧道联络通道地震响应分析

基于有效应力动力分析法,建立广深港客运专线狮子洋水下盾构隧道主隧道、联络横通道及地层相互作用的三维模型,采用Byrne模型描述地层的动力特性,对模型分别输入横向和纵向地震波,研究主隧道结构及主隧道与联络横通道交叉部位的动力响应特征,重点分析了两种地震波对地层孔隙水压力以及隧道交叉结构受力变形的不同影响.计算结果表明:在纵横地震波作用下,地层孔隙水压力变化规律基本相同,隧道顶部地面粉细砂层发生液化,但对隧道结构影响较小;地震波入射方向对结构振动响应影响显著,横向激振对交叉结构受力变形的影响大于纵向激振;两种地震作用下结构所受的最大压、拉应力未超过强度容许值,结构抗震满足要求.由于地震作用过程中,隧道顶部土层有效应力降低较大,为防止主体结构上浮,建议对该土层进行加固处理.     

非线性有限元法分析张拉整体结构初始形态

目的确定自应力平衡的张拉整体结构的初始形态,明确几何和预应力态的选取原则.方法利用力法和位移法原理,针对张拉整体结构的初始平衡形态建立非线性有限元基本方程,并编写其初始形态分析程序.结果结合张拉整体结构的刚度特点,解决了程序迭代计算的收敛性问题.并应用初始形态分析程序计算确定了张拉整体三棱柱的初始形态.结论基于虚功原理迭代方程编写的初始形态分析程序可以有效确定张拉整体结构的初始形态.通过算例分析提出了张拉整体单体给定预应力态及初始几何选取的合理建议.     

工作竖井与隧道连接处纵向地震响应数值分析

建立工作竖井与盾构隧道、明挖隧道相连的空间交叉结构三维模型,采用FLAC3D对该复杂结构进行了纵向地震响应分析,得到了工作竖井与隧道结构连接处关键点的位移和应力响应规律.并通过对地震纵向激励过程中竖井与隧道结构连接处收敛位移和关键点主应力峰值的分析,对该结构的纵向抗震性能做出了评价.     

基于减隔震技术的某既有RC框架学校建筑抗震性能提升

以北京某既有RC框架学校建筑为例,进行了减震技术和基础隔震技术的抗震性能提升设计.采用Perform-3D和ETABS分别分析了减震和隔震结构的地震响应特征,对比加固前后的层间位移角和楼层绝对加速度等结构响应,结果表明:在结构中设置黏滞阻尼器的减震加固方案可较好地提升结构的抗震性能,能有效减少结构构件损伤,但罕遇地震作用下楼面最大绝对加速度值仍超出了3 m/s~2,绝大部分设备和非结构构件在震后可能损坏.采用隔震技术的加固方案可显著提升结构的抗震性能,罕遇地震作用下上部结构基本处于弹性状态,楼面最大加速度平均值降低至1.33 m/s~2,可有效避免设备和非结构构件的损坏,保证了该学校建筑在震后的功能可恢复性.     

土体循环塑性模型的动力有限元分析

在简要介绍基于广义塑性力学的土体次加载面循环塑性模型与土体动力有限元分析原理与计算方法的基础上，将循环塑性模型的本构方程结合进土体的动力平衡方程中，用无条件稳定的隐式积分(Newmark)法求解动力方程，建立了基于循环塑性模型的土体有限元动力分析方法；编制了相应的弹塑性动力有限元程序，程序用FORTRAN语言编写，采用模块结构，可求解连续介质在平面应力、平面应变和轴对称情况下的动力反应问题；最后利用所编程序对水平自由场地的饱和沙层在基岩加速度作用下的动力响应问题进行计算分析。通过对孔隙水压力发展时程、加速度响应时程与剪应力响应时程等计算结果的分析比较，初步验证了模型与程序用于实际计算的可行性和可靠性。     

基于SANA实验的三维热工分析程序计算验证

为解决传统二维热工分析程序在计算球床式高温气冷堆非对称几何结构、轴向非均匀加热等工况时结果误差大的问题，实现更加准确精细的反应堆热工水力分析，本文基于二维热工分析软件DAYU2D,建立了三维热传导和对流模型，开发了适用于球床式高温气冷堆的三维热工分析程序DAYU3D。利用DAYU3D程序，针对SANA基准实验的对称及非对称加热工况进行了模拟，并与实验结果进行了对比分析。计算结果表明：相比于二维程序，DAYU3D对于SANA实验的三维非对称工况的模拟与实验结果符合更好，因此更加适用于球床式高温气冷堆的三维热工特性分析。     

采用截面分层及弧长法的钢筋混凝土杆系结构非线性分析

直接从材料应力——应变关系出发 ,采用截面分层有限元结合弧长控制法编制了钢筋混凝土杆系结构非线性有限元全过程分析程序。经与试验校核 ,程序模拟精度较高 ,可供计算分析使用。     

A case study of seismic response of earth embankment foundation on liquefiable soils

A case study of seismic response of an earth embankment foundation on liquefiable soils in Kansai area, western Japan was presented. Based on a calibrated cyclic elasto-plastic constitutive model for liquefiable sand and Biot dynamic coupled theory, the seismic analysis was carried out by using a dynamic effective stress finite element method under plane strain condition. A recent design study was illustrated in detail for a river earth embankment subjected to seismic excitation on the saturated deposits with liquefiable sands. Simulated results of the embankment foundation during liquefaction were obtained for acceleration, displacement, and excess pore water pressures, which were considered to yield useful results for earthquake geotechnical design. The results show that the foundation soil reaches a fully liquefied state with high excess pore pressure ratios approaching to 1.0 due to the earthquake shaking. At the end of the earthquake, the extensive liquefaction causes about 1.0 m lateral spreading at the toe and 60 cm settlement at the crest of the earth embankment.     

土体—结构体系抗震性能整体分析方法与程序开发研究

发展了一个可以考虑相互作用的土体－结构体系抗震性能的整体分析方法。该方法将土体－系视为整体，简化成梁单元，剪切杆单元，刚性块单元，界面单元，平面四节点等参单元和三角形产集合体。     

Reliability analysis of earth slopes using hybrid chaotic particle swarm optimization

A numerical procedure for reliability analysis of earth slope based on advanced first-order second-moment method is presented, while soil properties and pore water pressure may be considered as random variables. The factor of safety and performance function is formulated utilizing a new approach of the Morgenstern and Price method. To evaluate the minimum reliability index defined by Hasofer and Lind and corresponding critical probabilistic slip surface, a hybrid algorithm combining chaotic particle swarm optimization and harmony search algorithm called CPSOHS is presented. The comparison of the results of the presented method, standard particle swarm optimization, and selected other methods employed in previous studies demonstrates the superior successful functioning of the new method by evaluating lower values of reliability index and factor of safety. Moreover, the presented procedure is applied for sensitivity analysis and the obtained results show the influence of soil strength parameters and probability distribution types of random variables on the reliability index of slopes.     

某超高层结构PUSHOVER抗震性能分析

结合工程实例建立MIDAS有限元模型,分别对模型进行反应谱和Pushover这两种计算方法分析,分析其在大震下和多遇地震下的抗震性能,对计算结果进行对比研究。利用结构在Pushover分析下得到的静力弹塑性曲线求取性能点,分析此时刻的塑性铰出现情况。同时,对两种情况下的楼层位移、层间位移、层间位移角等进行对比分析,说明该模型能很好的响应地震作用下的反应等。     

地震作用下土钉支护边坡动力分析

应用动力弹塑性有限元方法,研究了双向地震激励下土钉支护边坡动力响应。考虑土体与支护结构相互作用及其协同工作建立三维有限元模型。给出了地震波和阻尼的选取方法。应用了非线性静动力性能的弹塑性模型模拟土体;采用了可以描述土钉在进入塑性阶段强化性质的双线形弹塑性模型模拟土钉;土与结构的相互作用由接触单元模拟。研究内容包括边坡竖向地震响应、水平地震响应,土钉的地震响应,土压力地震响应。结果表明土钉支护边坡延性大,有很好的抗震性能;地震作用后各层土钉轴力都增大;边坡在地震作用下产生永久位移;地震作用下土压力峰值形状与地震作用前的土压力形状相似。这些结论对土钉支护边坡的抗震设计与动力分析有较高的参考价值。     

地基参数以及结构层数对桩-土-结构相互作用的影响

用有限元法建立了桩基多层结构体系的平面模型．并结合算例进行相互作用体系的地震反应分析．为了考察参数变化对反应的影响，例题中分别改变桩基参数．上部结构层数．对考虑相互作用后结构体系的自振周期、内力等的变化情况进行了对比分析．得出了地基越弱．楼层越高．相互作用影响越大的结论．可供工程设计参考．     

强震作用下地铁车站结构损伤破坏的三维非线性动力分析

为了研究地铁车站结构在强震作用下的动力响应及破坏机理,基于混凝土损伤塑性模型、岩土扩展的Drucker-Prager模型、土-结构相互作用以及人工边界等相关理论,利用ABAQUS软件建立了强震作用下地铁车站的动态响应与损伤破坏的二维、三维精细化非线性有限元分析模型,并对柱端设置隔震器的地铁车站结构进行了三维非线性动力分析.分析结果表明:所建立的有限元分析模型能较好地反映强震荷载作用下钢筋混凝土结构的动力特性以及土-地下结构之间相互作用,适用于地下结构抗震分析;三维有限元模型的分析结果比二维有限元模型的分析结果更为准确地反映强震作用下地下结构的破坏特性,并与现场观测的破坏形态具有较好的一致性;碟形弹簧和铅芯橡胶构成的三维隔震支座具有较大的竖向刚度和抵抗侧向变形能力,在地铁车站中柱端部设置隔震支座可以大幅减小中柱的变形及损伤破坏程度.     

ANSYS对钢框架结构地震谱响应的计算分析

本文采用ANSYS有限元分析法,进行框架结构地震作用按照地震谱响应计算的分析,以某十层钢框架结构为例,进行模态求解,谱响应分析,模态扩展,模态合并以及时程分析的模拟。结果表明,模态分析得到钢框架的固有频率和振型,可以在设计阶段使结构的自振周期远离主振周期;谱响应分析得到地震谱响应曲线和响应振型,将两者结合考虑可发现发生共振情况的振型和频率,从而测试结构在地震时抗共振的能力,避免钢框架结构在发生地震时由于共振而产生的破坏。     

天津滨海软土一维场地地震反应非线性分析研究

随着对地震中场地土体振动的观察和分析的深入,土体反应在中、大地震动表现出的非线性和滞后性越加明显．对于土体场地反应分析实验中或者在记录的地震动中观察到的土体刚度的变化和能量的消散,现有的非线性场地反应分析方法不能同时在计算中表达出来．通过引用一个不依赖频率变化的黏性阻尼矩阵,借助滤频的方法在高频中减小过阻尼影响,对场地反应进行非线性计算分析．以DEEPSOIL计算程序计算天津滨海软土模型为例,分析比较使用该阻尼函数的一维非线性场地反应分析结果与等效线性分析结果,得出在大应变中非线性分析方法计算所得结果更符合实际情况．     

考虑结构—桩—土相互作用的智能控制研究

对于桩承高层建筑与周围土体组成的相互体系采用样条子域法、半解析无限元法和直梁的弯剪单元模型相耦合的方法进行建模,并结合瞬时最优控制算法,分析了其对结构磁流变（MR）控制的影响作用.算例表明,考虑结构-桩-土相互作用与不考虑相互作用的固定端体系的磁流变阻尼器控制计算结果有一定差异,计算的差值可达5%以上.