对“成层地基一维土层地震反应解析解”讨论的答复

 感谢王春玲及黄义同志对拙文“成层地基一维土层地震解析解”进行讨论 ,现按问题类型进行答复如下 :(1)　问题 (1)、(5 )的答复同意讨论者观点 ,对于成层地基的地震反应 ,各层的自振频率和振型函数与各层的物理参数有关[1 ] 。本人在设定解问题解的时候 ,原本通过三角函数前各自的系数体现出这一观点(原文中式 (19)、(2 1)、(2 4) )。(2 )　问题 (1) (4 )及 (6)的答复问题 (1) (4 )主要讨论时间响应函数Tn(t)的形式及定解题解答的严格性。本人在建立成层地基一维土层地震反应定解问题后 ,想寻求一种简单的时间域内完全解析解。推求时 ,考虑棍土层阻尼系数相等 (     

成层地基一维土层地震反应解析解

１　前　　言　*对于土层地震反应,只有当模型简单时,才可以得到封闭解析解或半解析解。假定地震输入是竖直向上入射的平面剪切波,土层地震反应问题常简化为一维波动问题,对于变参数一维土层地震反应,可从两个方面求解解析解或半解析解：一是针对单层地基,假定模型参数随深度变化规律已知进行求解［１,２］;二是针对成层地基,每层土层取不同模型参数进行求解［３～５］。文献［３～５］采用的是等效线性化解法或传递矩阵解法,属于半解析解。本文针对成层地基,把基岩输入地震化作边界静止不动而在计算域各点上作用着惯性力的问题进行计算,建立了成层地基一维土层地震反应定解问题,并给出了成层地基在任意基岩地震输入作用下、时间域内     

成层场地振动特性及地震反应简化解析解的完整形式

0　引　　言 场地的振动特性与地震响应分析是工程场地地震危险性评价及地震的场地效应评价和地震小区划研究中的基本问题,由于天然场地的成层性,考虑土层的成层非均质性,发展复杂条件下土层振动特性与地震响应简化分析方法是十分必要和具有实际意义的。基于黏弹性理论的一维剪切条模型(在早期称之为剪切梁模型)能够简便地估算场地的自振特性与基岩地震动作用下的地震响应,从而在工程实际中得到了广泛应用[1～4]。高玉峰等在《岩土工程学报》发表了短文“成层地基一维土层地震反应解析解”[5],针对成层地基,基于一维剪切条模型在时域上给出了地震动力响应的解析解答,王春玲和黄义近期在《岩土工程学报》对高玉峰等的论文进行了讨     

关于“成层地基一维土层地震反应解析解”的讨论

笔者学习了高玉峰等同志的“成层地基一维土层地震反应解析解”一文 (《岩土工程学报》1999年第 4期 ,以下简称“原文”) ,受益匪浅。原文定解问题的建立是严密的 ,求解思路也是正确的 ,选取的振型函数既简单、规范 ,又满足边界条件及位移、应力连续条件 ,遗憾的是各振型函数中不包含地基土的物理参数 ,从而导致各层的时间响应函数Tn(t)不一样。因此原文有关分析推导需进一步研究 ,现提出与作者商榷。yh(1)由原文式 (19)～ (2 7)知 ,原文给出各层的位移Vi(y ,t)为 :Vi(y ,t) =∑∞n =1Xni(y)Tn(t) ,且各层的自振频率λin 和振型函数 {Xni(y) }     

变荷载下考虑非达西渗流的一维固结半解析解

 基于非达西渗流定律,运用成层地基线性固结解析解与数值离散相结合的半解析方法,得到变荷载作用下一维固结问题的半解析解。将半解析解与达西渗流下的解析解和非达西渗流下的差分解进行对比,验证半解析解的可靠性。进而对不同参数下的固结性状进行分析。结果表明：非达西渗流模型中的参数对一维固结性状有重要影响,指数越大、临界水力坡降越大,则土层的固结速率越慢;同时,荷载的大小与土层厚度对土层固结性状有重要影响,作用于土层的荷载越大,则固结速率越快;土层越厚,则固结速率越慢。在非达西渗流下,传统固结理论中固结时间与土层厚度平方成正比的相似关系不再满足。荷载的加荷速率越快,则土层的固结速率越快。最后,讨论了达西渗流定律在一维固结计算中的适用范围。     

基于三维黏弹性动力人工边界仿真模拟的结构楼层反应谱分析

针对某特定工程,依据不同的土层参数,通过设置边界弹簧和阻尼模拟地基土作用,构造三维黏弹性动力人工边界有限元模型,进行随机地震反应数值仿真;依据合成的基准地面SL-2、SL-1的基岩设计地震动时程,进行工程成层地基模型的自由场地震反应时程分析,建立了各楼层的考虑土-结构相互作用的地震反应及各层水平和竖向加速度反应谱的计算。     

循环荷载作用下软土的一维固结分析

利用受恒载作用下多层地基的一维线性固结问题的解析解,给出了受循环荷载作用下单层地基考虑压缩性变化的一维固结问题的解答。单层地基被平均划分为n层,并把固结时间和荷载也相应的划分为相同的等份,这样在每一微小的时间段内土层的一维固结问题可以处理为恒载线性问题。每一层土体的压缩、回弹状态可以根据该层的有效应力加以判断,通过选择不同的压缩系数并利用现有的多层地基土的固结理论进行分析。编制了相应的计算程序,与不考虑压缩性变化的解析解进行了比较。在证明了该方法的可靠性的基础上,分析了土体受循环荷载作用下的一维固结性状,最后给出了一个工程计算实例。     

双层非饱和土地基一维固结半解析解

基于Fredlund和Hasan的非饱和土一维固结理论,将非饱和地基假定为双层,引入层间渗流连续条件,得到双层非饱和土地基一维固结控制方程。采用Laplace变换将偏微分方程组转化为常微分方程组,求解得到双层非饱和土地基在单面、双面渗透边界条件下超孔隙压力和沉降在Laplace域内的解;并利用Crump数值方法实现Laplace逆变换,最终得到时间域内双层非饱和土地基一维固结的半解析解。通过与已有文献和有限差分解的结果比较,验证了所得半解析解的有效性。基于得到的解答,结合算例考察了不同层间渗透系数比下,双层非饱和土地基中超孔隙压力的分布规律;并通过参数分析讨论了土层厚度比和层间渗透系数比对双层非饱和土地基沉降的影响。     

成层软粘土地基粘弹性一维固结半解析解

针对成层粘弹性地基模型 ,建立了求解一维固结问题的半解析方法 ,编制了相应的计算程序。通过在单层情况下与解析解的比较 ,说明半解析方法是非常有效的。此外 ,通过对单级等速加荷情况的计算 ,得到了有关的固结曲线 ,揭示了成层粘弹性地基的固结特性     

半解析法在成层软粘土地基固结问题中的应用

软粘土地基变形的重要特性之一，是其具有粘滞性，由于粘滞性的存在，土体在固结过程中变形呈现出次时间效应，同时，天然地基有成层性的特点，在建立了一个成层软粘土地基模型的基础上，提出了求解变荷载下成层软粘土一维固结问题的半解析方法，编制了相应的计算程序。通过在单层情况下与已有的解析解的比较，证明半解析方法的正确性和有效性，最后给出一个算例，得到了有关的固结曲线，揭示了成层软粘土地基的固结特性。