›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (10): 3007-3012.

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ABAQUS动力无限元人工边界研究

戚玉亮1, 2, 3, 4,大塚久哲3   

  1. 1. 广州市建筑科学研究院有限公司,广州 510440;2. 华南理工大学 土木与交通学院,广州 510641; 3. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;4. 九州大学 建设振动工学研究室,日本 福冈 819-0395
  • 收稿日期:2013-06-28 出版日期:2014-10-11 发布日期:2014-10-27
  • 作者简介:戚玉亮,男,1981年生,博士,主要从事岩土力学、地下结构工程抗震方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家“863”科技项目(No. 2006AA11Z118);国家自然科学基金项目(No. 40872179);广东省教育部科技部产学研结合项目(No.2012B090600046)。

Study of ABAQUS dynamic infinite element artificial boundary

QI Yu-liang1, 2, 3, 4,HISANORI Otsuka3   

  1. 1. Guangzhou Institute of Building Science Co.,Ltd., Guangzhou 510440, China; 2. School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China; 3. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China; 4. Earthquake Engineering Laboratory, Kyushu University, Fukuoka 819-0395, Japan
  • Received:2013-06-28 Online:2014-10-11 Published:2014-10-27

摘要: 针对动力场天然无限地基的数值模拟与地震波输入问题进行了一些有意义的研究,评述了现有动力计算常用无限元的优缺点,详细阐述了ABAQUS无限元理论体系框架,并加以改进,提出一种考虑外域地震动影响的ABAQUS动力无限元人工边界。采用等效边界力的叠加原理,对入射波和散射波分开处理,视入射波和散射波在边界上互不影响,将输入地震动转化为作用于有限元无限元交界面上的等效应力的方法来解决外源波的入射问题。算例验证结果表明:内源振动和固定边界会出现失真和扰动现象,同时该计算结果与黏弹性边界的计算结果对比可知,该方法对外行散射波的过滤作用优于黏弹性边界。因此,改进的ABAQUS动力无限元人工边界理论方法有效且具有一定的稳定性。

关键词: 地震波输入, 人工边界, ABAQUS动力无限元

Abstract: Some valuable studies have been done in the aspects of numerical simulation of natural infinite foundation and seismic wave input. The thesis comments the advantages and disadvantages of infinite element, and expatiates on the theory system of ABAQUS infinite element which is improved. The artificial boundary of ABAQUS dynamic infinite element considering the impact of outland fluctuations is proposed. Based on the equivalent boundary force superposition principle, the incident and scattered waves are dealt with separately, and assumed that they are independently to each other. The input ground motion is converted to equivalent stress acting on the interface between the finite element and infinite element to solve the problem of exogenous incident wave. Case study results show that: for the calculation results obtained from inside vibration source and the fixed boundary, the distortion and disturbances appear; the results calculated by the method mentioned above are compared with the results of viscoelastic boundary, which make it certain that the filter function of outgoing scattered wave with the method mentioned above is better than viscoelastic boundary. Therefore, the improved ABAQUS dynamic infinite element boundary method is effective and has certain stability.

Key words: seismic wave input, artificial boundary, ABAQUS dynamic infinite element

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[1] 赵密, 欧阳文龙, 黄景琦, 杜修力, 赵旭, . P波作用下跨断层隧道轴线地震响应分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3645-3655.
[2] 周兴涛,盛 谦,崔 臻,冷先伦,付晓东,马亚丽娜, . 颗粒离散单元法动力人工边界设置方法[J]. , 2018, 39(7): 2671-2680.
[3] 余 翔,孔宪京,邹德高,周晨光, . 覆盖层上土石坝非线性动力响应分析的地震波动输入方法[J]. , 2018, 39(5): 1858-1866.
[4] 王 瑞, 胡志平, 张亚国, 张 勋, 柴少波, . 黏弹性介质中平、柱面波动传播的 应力场及应用探讨[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4665-4672.
[5] 刘泉声,蒋亚龙,何 军. 非连续变形分析的精度改进方法及研究趋势[J]. , 2017, 38(6): 1746-171.
[6] 谷 音,庄舒曼,卓卫东,孙 颖. 考虑饱和土的地铁车站结构非线性地震反应研究[J]. , 2015, 36(11): 3243-3251.
[7] 赵跃堂,罗中兴,李振慧,储 程. 深埋地下结构静动力耦合响应分析的边界条件设置方法[J]. , 2013, 34(5): 1495-1500.
[8] 孔宪京 ,周 扬 ,邹德高 ,徐 斌 . 汶川地震紫坪铺面板堆石坝地震波输入研究[J]. , 2012, 33(7): 2110-2116.
[9] 王 苏,路德春,杜修力. 地下结构地震破坏静-动力耦合模拟研究[J]. , 2012, 33(11): 3483-3488.
[10] 陈清军,杨永胜. 土层随机地震反应分析中侧向边界的影响分析[J]. , 2011, 32(11): 3442-3447.
[11] 吴 艺. 一维问题的等效远置动力人工边界条件[J]. , 2011, 32(11): 3508-3514.
[12] 周桂云,李同春. 基于静动力有限元的边坡抗震稳定分析方法[J]. , 2010, 31(7): 2303-2308.
[13] 张 波,李术才,杨学英,王锡平. 三维黏弹性人工边界地震波动输入方法研究[J]. , 2009, 30(3): 774-778.
[14] 张 波,李术才,杨学英,孙国富,葛颜慧. 三维黏弹性介质人工边界研究[J]. , 2009, 30(11): 3469-3475.
[15] 李宏恩 ,李同春 ,田景元 ,李 成 ,梁 栋 . 黏-弹性人工边界在双江口土石坝动力分析中的应用[J]. , 2008, 29(S1): 189-192.
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[1] 王 刚,李术才,王明斌. 渗透压力作用下加锚裂隙岩体围岩稳定性研究[J]. , 2009, 30(9): 2843 -2849 .
[2] 刘玉成,曹树刚,刘延保. 可描述地表沉陷动态过程的时间函数模型探讨[J]. , 2010, 31(3): 925 -931 .
[3] 介玉新,杨光华. 基于广义位势理论的弹塑性模型的修正方法[J]. , 2010, 31(S2): 38 -42 .
[4] 杨建民,郑 刚. 基坑降水中渗流破坏归类及抗突涌验算公式评价[J]. , 2009, 30(1): 261 -264 .
[5] 周 华,王国进,傅少君,邹丽春,陈胜宏. 小湾拱坝坝基开挖卸荷松弛效应的有限元分析[J]. , 2009, 30(4): 1175 -1180 .
[6] 叶 飞,朱合华,何 川. 盾构隧道壁后注浆扩散模式及对管片的压力分析[J]. , 2009, 30(5): 1307 -1312 .
[7] 罗 强 ,王忠涛 ,栾茂田 ,杨蕴明 ,陈培震. 非共轴本构模型在地基承载力数值计算中若干影响因素的探讨[J]. , 2011, 32(S1): 732 -0737 .
[8] 王云岗 ,章 光 ,胡 琦. 斜桩基础受力特性研究[J]. , 2011, 32(7): 2184 -2190 .
[9] 龚维明,黄 挺,戴国亮. 海上风电机高桩基础关键参数试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 115 -121 .
[10] 汪成兵. 均质岩体中隧道围岩破坏过程的试验与数值模拟[J]. , 2012, 33(1): 103 -108 .