1. 饱和砂土的动力特性研究综述
各国学者从不同的方向对土动力学进行了深入研究。
这些研究的主要内容包括:土的动力特性和本构关系,地震液化势与地面破坏,动土压力和挡土结构的抗震设计,土一结构动力相互作用,土坡和土坝的抗震稳定性,周期或瞬态荷载作用下的变形和强度问题等方面。
其中,土的动力变形和强度特性及本构关系模型是土动力学研究的基本问题。
饱和砂土在动载(如地震荷载、爆炸荷载、振动荷载等)作用下液化问题是防灾减灾领域中重要的研究内容。
建立系统研究饱和砂土在爆炸、地震和振动荷载下的动力特性及变形预测,无论是防御和减轻爆炸、天然地震及有源振动所产生的灾害,还是解决生产设计所面临的实际问题及土动力学的发展均是具有重要理论和实际意义的问题。
饱和沙土的动力本构模型它们大致可以分为两大类,即基于粘弹性理论的模型和基于弹塑性理论的模型。
和砂土的动强度
和砂土的液化特性
2.第11届国际土动力学和地震工程会议及第13届世界地震工程会议砂土液化研究综述
孙锐袁晓铭
液化特性
液化判别
液化大变形
3. 土-结构动力相互作用研究综述
前言
地震时土体与结构的相互作用是一个普遍存在的问题。
土-结构物的动力相互作用问题,是一个涉及到土动力学、结构动力学、非线性振动理论、地震工程学、岩土及结构抗震工程学、计算力学及计算机技术等众多学科的交叉性研究课题,也是一个涉及到非线性、大变形、接触面、局部不连续等当代力学领域众多理论与技术热点的前沿性研究课题。
随着科学计算技术的迅猛发展和实验手段的不断改进,重大和复杂体系工程的不断建造,促进了土与结构动力相互作用的深入研究,几十年来一直引起国内外的广泛重视和研究。
1964 年日本新泻地震、1976年我国唐山地震、1985年墨西哥地震和等许多实践课题促进了这门学科的迅速发展,1995年日本神户大地震、1999年土耳其地震和中国台湾地震[1]等使土动力学和土与结构动力相互作用的研究达到了一个新的高潮,取得了丰硕的成果。
4.地震作用下土一结构动力相互作用研究综述
土一结构动力相互作用问题是结构动力学与土动力学相结合,新近发展起来的交叉学科。
在地震荷载作用下,土的存在将导致自由场的地表运动不同于下卧基岩面的运动,而结构的存在也影响基础底面的运动。
现有的抗震计算理论大多采用刚性地基的假定,即假定地震时建筑物基础的运动与其邻近自由场地一致。
然而在实际地震时,上部结构的惯性力通过基础反馈给地基,致使地基发生局部变形。
如果这部分变形比由地震波产生的地基变形小得多,则上述假定是合理的。
否则,由于基础相对于地基的平移和转动,将使上部结构的实际运动和按刚性地基假定计算的结果之间产生较大差别。
因此,对于处在柔性地基上的刚性建筑物,在计算地震反应时考虑地基与结构的动力相互作用是很必要的。
1 土一结构动力相互作用研究的发展过程
1.1 第一阶段:初级发展阶段
土一结构动力相互作用的研究可以追溯到1904年Lamb对弹性地基振动问题的分析。
1936年,Reissner通过对lamb解的积分,研究了刚性圆形基础板在竖向荷载作用下的振动问题(即通常所称的基础振动问题的Reissner理论),从而奠定了土一结构动力相互作用问题研究的基础。
到20世纪50年代,许多研究者获得了圆形和矩形基础在应力边值条件下的平移、摆动和扭转振动的瞬态和稳态解析解。
但是,早期的模型都比较简单,不能很好地反映结构和地基之间在振动时的能量传递机制。
直到1967年,Parmelee才提出了比较合理的土一结构动力相互作用的计算模型,将结构和基础作为互相耦连的体系来研究其在地震作用下的动力反应。
他利用了Bycroft在1956年提出的刚性圆盘在半无限弹性地基上发生平移和转动的稳态振动解来建立基本方程,初步揭示了惯性动力相互作用的基本规律。
由于在20世纪70年代以前关于土一结构动力相互作用的研究主要以动力机械基础作为研究对象,将基础简化为刚性无质量体系研究地基的动力阻抗特性,研究方法多以能获得一定边值条件下的解析解的解析法为主。
1.2 第二阶段:理论与计算方法等发展、提高阶段
20世纪70年代以后,由于数值计算理论和计算机技术的发展,特别是随着核电站建设的兴起,土一结构动力相互作用的研究得到迅速发展。
有限差分法、有限元法、边界元法的应用,为各种复杂工程结构物考虑土一结构动力相互作用的分析提供了手段。
有限元法便于处理不规则的场问题,而边界元法对无限边界问题的处理则十分方便。
O.C.Zienkiewicz 等将两种方法综合应用的混合元法使土一结构动力相互作用的求解范围得到进一步拓展。
利用数值离散方法可以处理包括基础形状、柔性、埋深、基础和地基间的翘离、地基分层、基础附近局部地形、地层分布的不规则性及土层的非线性特性、建筑物的塑性变形以及相邻建筑物的影响等问题。
土一结构动力相互作用的计算模型的逐步完善,从而使土一结构动力相互作用的研究范围从动力机械基础逐步扩展到高层建筑、核电站的反应堆建筑物、水坝、海洋平台、桥梁、贮液罐和粮仓等结构。
从1972年在罗马召开的第五届世界地震工程会议开始,土一结构动力相互作用问题都作为历届会议的一个专题进行讨论,有关土一结构动力相互作用问题的研究论文也大量出现,土一结构动力相互作用问题已成为一个异常活跃的研究领域。
1.3第三阶段:深化发展阶段
近年来,非线性分析已经成为研究的主流方向,在继续进行各种理论分析方法研究的同时,模型试验研究和原型测试的分析研究也日益受到各国学者的关注,并有可能成为土一结构动力相互作用研究的新一轮热点。
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