检索结果-内蒙古大学图书馆

核动力工程 2016年第5期37卷 24-28页

作者：李建波梅润雨林皋张鹏冲大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

目前核电厂结构-地基地震动力相互作用模型仍局限为规范建议的简单集总参数模型,或以粘弹性边界为代表的基本有限元地基模型,缺乏精度相对较高的分析方法。本文将高精度的二次透射人工边界地基模型引入核电结构抗震的分析领域,针对厂房... 详细信息

目前核电厂结构-地基地震动力相互作用模型仍局限为规范建议的简单集总参数模型,或以粘弹性边界为代表的基本有限元地基模型,缺乏精度相对较高的分析方法。本文将高精度的二次透射人工边界地基模型引入核电结构抗震的分析领域,针对厂房结构的复杂约束,采用隐显式方法求解,显式积分时域结果后处理等关键问题,基于ANSYS软件提出了模型解决方案,并以实例形式验证了本文方法与模型的适用性。结果表明,文中模型适用于核电厂建筑物动力响应的有限元分析。

关键词：透射人工边界结构-地基动力相互作用核电厂结构抗震安全评价

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计算核电厂楼层反应谱的直接法及其对比分析

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世界地震工程 2011年第2期27卷 93-99页

作者：刘燕军林皋李建波钟红大连理工大学海岸与近海国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学水利学院工程抗震研究所辽宁大连116024

核电厂的楼层反应谱分析是核电厂房主结构和设备子系统抗震设计的主要依据。楼层谱计算方法可分为2种类型,一种是通过地震动反应谱输入直接得到楼层谱的计算方法,简称直接法;另一种是通过地震波输入的时程分析计算方法,简称时程法,文中... 详细信息

核电厂的楼层反应谱分析是核电厂房主结构和设备子系统抗震设计的主要依据。楼层谱计算方法可分为2种类型,一种是通过地震动反应谱输入直接得到楼层谱的计算方法,简称直接法;另一种是通过地震波输入的时程分析计算方法,简称时程法,文中主要研究前者。首先简要评述了几种具代表性的直接法,例如B iggs方法、Kapur方法、S ingh方法等,并对它们的优缺点进行了分析。然后总结了我们的工程经验,并在B iggs和Kapur方法的基础上,提出一种修正模态法,既考虑了结构-地基动力相互作用的影响,又计算简便易行,也可获得比较满意的精确度。

关键词：核电厂结构楼层反应谱直接法结构-地基动力相互作用

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基于SBFEM的核电厂地基动阻抗数值求解算法研究

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核动力工程 2011年第S1期32卷 48-53页

作者：朱秀云李建波林皋胡志强环境保护部核与辐射安全中心北京100082 大连理工大学海岸与近海国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学土木水利学院工程抗震研究所辽宁大连116024

基于比例边界有限元方法(SBFEM)处理无限域问题的优点,从SBFEM无限域动力刚度控制方程的建立出发,借鉴递推近似算法-连分式求解无限域地基动力刚度矩阵,推导了适用于随激振频率变化的集总参数性质的核电厂地基动阻抗数值求解方法,并通... 详细信息

基于比例边界有限元方法(SBFEM)处理无限域问题的优点,从SBFEM无限域动力刚度控制方程的建立出发,借鉴递推近似算法-连分式求解无限域地基动力刚度矩阵,推导了适用于随激振频率变化的集总参数性质的核电厂地基动阻抗数值求解方法,并通过长方形基坑算例验证了上述算法的合理性。最后,分别以三维半无限均质/分层开挖场地算例的形式,对本文所用方法和基于谐响应的粘弹性场地地基动阻抗数值求解算法的结果进行了比较,验证了其精度的合理性。

关键词：核电厂结构-地基动力相互作用比例边界有限元方法动力刚度

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近断层地震动作用下高耸补压塔地震反应分析

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水资源与水工程学报 2021年第5期32卷 181-187页

作者：崔丙会王亮翟亚飞毕仲辉河海大学土木与交通学院江苏南京210098 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 河海大学水利水电学院江苏南京210098

由于近场脉冲地震中含有幅值较大的速度脉冲,其表现出的基本特征通常不同于远场地震。为研究近断层地震和地基刚度对补压塔结构动力响应的影响,以某拟建补压塔为研究对象,考虑流固耦合和地基辐射阻尼,建立水体-结构-基础三维有限元模型... 详细信息

由于近场脉冲地震中含有幅值较大的速度脉冲,其表现出的基本特征通常不同于远场地震。为研究近断层地震和地基刚度对补压塔结构动力响应的影响,以某拟建补压塔为研究对象,考虑流固耦合和地基辐射阻尼,建立水体-结构-基础三维有限元模型,采用时程分析方法研究不同地基刚度、不同地震动类型对结构动力的响应规律。利用1999年集集地震的3组不同类型的地震动记录,即远场、近场无脉冲和近场脉冲型,采用精度较高的波动输入方法和黏弹性人工边界对构筑物进行动力分析。研究表明:不同的地震动特性和土-结构相互作用效应对补压塔的结构响应有显著影响,在地基刚度不大时,近场脉冲型地震位移响应是远场地震的2.5倍以上,鞭稍效应更为明显。近场脉冲型地震动对结构响应影响程度与结构第一周期有显著的相关性。研究结果可为近场区域高耸水工结构设计提供理论依据。

关键词：近断层地震动补压塔结构结构-地基动力相互作用地震反应数值分析

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基于比例边界有限元方法的混凝土结构静动态断裂模拟

基于比例边界有限元方法的混凝土结构静动态断裂模拟

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作者：朱朝磊大连理工大学

学位级别：博士

当前,带裂纹缺陷工作的结构的安全性越来越受到人们的关注,这些裂纹缺陷在地震力等外力作用下逐渐地形成宏观裂纹并可能发生灾难性的破坏。如何描述存在裂纹的结构体的静动力特性,及裂纹扩展规律是学术与工程界关注的热点问题之一。计... 详细信息

当前,带裂纹缺陷工作的结构的安全性越来越受到人们的关注,这些裂纹缺陷在地震力等外力作用下逐渐地形成宏观裂纹并可能发生灾难性的破坏。如何描述存在裂纹的结构体的静动力特性,及裂纹扩展规律是学术与工程界关注的热点问题之一。计算断裂力学是分析这类断裂问题的有效手段。比例边界有限元法(Scaled Boundary Finite Element Method, SBFEM)是最近发展起来的一种全新的半解析的数值方法,它不但保留了传统有限元法和边界元法的优点,而且还具有自己的特点。首先,它只需要在求解区域的部分边界进行离散使求解问题降低一维,却不像边界元法那样需要基本解。其次,它在径向方向的位移和应力可以精确地解析求解,不需要引入特殊单元就能够准确地分析裂尖应力奇异场,同时在分析无限域动力特性时,能够自动满足远场辐射条件。在此基础上,本文进一步发展了基于比例边界有限元法的静动力断裂分析模型,提出了基于超单元重剖分技术的模拟裂纹扩展的新方法,并将此方法应用到地震作用下的大坝-地基系统的动态断裂分析中,进一步拓宽了比例边界有限元法的应用领域。主要内容如下： (1)在裂纹体裂尖应力状态分析中,利用Griffith裂纹模型中应力场、位移场的解析表达式,按Rice提出的J积分的求解公式,推导了任意角度复合型裂纹的J积分与应力强度因子的关系；并用比例边界有限元法与有限元法对得到的关系进行了验证。本文研究成果可使J积分的计算更为准确可靠,并根据所推导的J积分与应力强度因子、断裂能的关系式,可以相互转换,更好发挥J积分这一断裂判据的作用。 (2)在裂纹扩展的数值模拟方面,提出了比例边界有限元超单元重剖分技术。这种模拟裂纹扩展的新方法只需要将裂纹经过的超单元一分为二,并在新形成的裂纹面上生成新的节点,而这些新生成的超单元可以是满足可视条件的任意尺寸和形状的多边形。为了得到精确的应力强度因子,只需要在裂纹尖端可能经过的超单元进行网格加密,其他超单元仍使用粗网格。结果表明该方法可方便地用于模拟各种裂纹扩展方向和路径,毋需根据裂纹发展方向重新调整基础网格走向和划分。 (3)在非线性裂纹扩展的数值模拟方面,基于比例边界有限元超单元重剖分技术和线性叠加假设,利用粘聚裂纹模型来模拟混凝土梁的I型和I/II复合型裂纹扩展。在断裂过程区(Fracture Process Zone, FPZ),不需要耦合非线性界面单元(Cohesive Interface finite Elements, CIEs),将虚拟裂纹面的粘聚力视为解析表达的Side-face力,由它引起的位移场是比例边界有限元法非齐次控制方程的特解。根据线性叠加假设,混凝土结构非线性断裂扩展问题被近似地简化为线弹性问题的求解,避免了在裂纹前沿插入CIEs而使计算过程复杂化。在保证较高计算精度的前提下,显著地简化了计算过程。 (4)在动态裂纹扩展的数值模拟方面,提出了基于超单元重剖分方法的映射技术。以矩形板中心裂纹动态扩展的模拟,验证了其有效性。超单元重剖分方法能够精确、有效地捕捉动态裂纹扩展的轨迹,此过程中,网格映射技术能够很好地求解超单元重剖分过程中新生成节点的位移等动力参数。 (5)在地震作用下大坝-地基系统的坝体动态断裂过程的数值模拟方面,提出了用非光滑方程组方法来求解裂纹面的动摩擦接触问题,解决了地震响应过程中裂纹面相互嵌入的问题。同时,利用比例边界有限元法模拟无限介质的辐射特性。探讨了裂纹的存在对坝体应力分布的影响；探讨了初始裂纹不同长度条件下,起裂时间与裂纹扩展长度的变化规律。结构开裂状态及开裂过程的数值模拟,可为结构的承载力评估与安全性评价提供必要的技术依据。

关键词：比例边界有限元应力强度因子裂纹扩展网格重剖分结构-地基动力相互作用重力坝

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核电工程结构抗震设计研究综述(Ⅱ)

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人民长江 2011年第19期42卷 1-6页

作者：林皋大连理工大学工程抗震研究所辽宁大连116024

就核电站结构抗震设计中一些需要关注的问题提出了看法,主要包括:核岛地基的抗震适应性问题,主要考虑复杂非均质地基上结构-地基动力相互作用问题;讨论了三向地震作用下构件地震响应的组合问题;分析了乏燃料池、反应堆等存在固液耦合情... 详细信息

就核电站结构抗震设计中一些需要关注的问题提出了看法,主要包括:核岛地基的抗震适应性问题,主要考虑复杂非均质地基上结构-地基动力相互作用问题;讨论了三向地震作用下构件地震响应的组合问题;分析了乏燃料池、反应堆等存在固液耦合情况下的水动力作用,并分一般贮液容器、高架贮液容器、考虑地面转动、考虑竖向地震作用等情况分别作了介绍;研究了厂房子系统的抗震问题,主要是楼层谱受材料特性及地基参数不确定性影响的问题。上述内容可供从事核电站结构抗震的科研、设计人员参考。

关键词：核电站结构-地基动力相互作用动水压力楼层谱

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混凝土坝非线性地震响应分析的有关问题研究

混凝土坝非线性地震响应分析的有关问题研究

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作者：李静大连理工大学

学位级别：博士

我国目前正规划建设一批世界级的混凝土大坝，其抗震安全性成为设计中的关键技术问题之一。本文针对目前混凝土坝在非线性分析中涉及的若干问题开展了研究，主要包括地震动输入机制、考虑应变率影响的材料非线性模型、结构-地基动力相... 详细信息

我国目前正规划建设一批世界级的混凝土大坝，其抗震安全性成为设计中的关键技术问题之一。本文针对目前混凝土坝在非线性分析中涉及的若干问题开展了研究，主要包括地震动输入机制、考虑应变率影响的材料非线性模型、结构-地基动力相互作用的无质量地基模型研究以及同时考虑横缝作用和材料非线性分析的混凝土坝安全评价。具体如下：将时间信号时-频联合分析的自适应谱方法用于研究地震地面运动的频率非平稳特征、提取频率非平稳信息，统计得到各个频段地震动成分的强度变化过程。在此基础上，应用均匀调制随机过程模型和演变随机过程模型合成人工地震波，以此为输入对高拱坝进行了考虑地震动时-频非平稳性的动力响应分析。结果表明，在地震力作用较小时，影响不大，但对地震力作用较大的高拱坝，地震动的非平稳性对拱坝非线性地震响应的影响不可忽略。根据已有试验结果，通过引入损伤张量随应变率的变化建立了应变率相关的砼非线性损伤模型，对300米级的高拱坝的地震响应进行了计算，并分析了拱坝应变率和拉、压损伤的分布规律。结果表明，由于地震荷载引起的应变率在坝面的分布不同，坝面各处的动态性能变化并不一致，由此引起的混凝土强度和刚度的变化对于高混凝土拱坝的动力响应和安全性评价有重要影响。针对当前无质量地基和粘性边界地基计算处理中的一些问题，本文通过结构-地基的动力相互作用分析公式的推导，详细阐明了当前考虑地基影响的动力分析中无质量地基和粘性边界地基的概念和应用范围，对当前部分研究中的这两种地基应用中存在的问题进行了分析，并通过算例进行了说明。采用应变率相关的混凝土非线性损伤模型以及基于Lagrange乘子的点-点接触直接刚度法，进行了同时考虑混凝土材料非线性以及拱坝横缝接触非线性的高拱坝地震响应分析。研究表明，由于在地震过程中的混凝土非线性软化以及局部损伤开裂的影响，非线性拱坝横缝的开度及分布与采用线弹性砼本构关系计算结果有明显的不同，这对于横缝止水的设置具有重要影响。另外本文采用应变率相关的混凝土非线性损伤模型，研究了采用混凝土非线性本构情况下整体拱坝与考虑分缝拱坝的应力响应和损伤开裂的特点和差别。通过对实际拱坝的地震响应分析表明，基于非线性混凝土模型的整体拱坝模型动力响应分析可以基本反映拱坝的实际应力分布情况。

关键词：混凝土坝非线性分析时-频联合分析率相关损伤无质量地基结构-地基动力相互作用 Lagrang乘子法

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基于量纲转换的SBFEM基础动刚度连分式求解改进

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人民长江 2018年第19期49卷 87-93页

作者：李建波侯禹君林皋大连理工大学建设工程学部工程抗震研究所辽宁大连116024

在求解无限域地基动刚度的比例边界有限元法中(SBFEM),以刚度矩阵与柔度矩阵构成的混合变量为基本模式的连分式方法,是近年来较为流行的方法。然而在真实场地参数条件下,连分式中的各阶刚度、柔度系数矩阵元素值间的数量级存在较大差别... 详细信息

在求解无限域地基动刚度的比例边界有限元法中(SBFEM),以刚度矩阵与柔度矩阵构成的混合变量为基本模式的连分式方法,是近年来较为流行的方法。然而在真实场地参数条件下,连分式中的各阶刚度、柔度系数矩阵元素值间的数量级存在较大差别,使得无限域动刚度的计算结果存在数值不稳定等问题。针对以上问题,首先引入算例验证了采用改进连分式法计算结果的合理性;然后基于改进连分式法分析了参数无量纲程度对计算精度的影响,从而提出了基于量纲转换的SBFEM基础动刚度数值求解模型,即将场地真实参数转换为无量纲形式,基于转换后的参数计算动力刚度矩阵,随后将计算结果还原量纲。最后,通过参数敏感性分析以及对不同风化程度场地条件下无限域动刚度的比较,验证了采用上述方法计算结果的精度和工程适用性。

关键词：结构-地基动力相互作用比例边界有限元法连分式法量纲分析数值稳定性

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粘弹性人工边界在地震工程中应用研究综述

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地震研究 2016年第1期39卷 137-142,182页

作者：陈宝魁王东升成虎大连理工大学建设工程学部辽宁大连116024 大连海事大学道路与桥梁工程研究所辽宁大连116026

介绍粘弹性人工边界在结构-地基动力相互作用等问题中应用的研究现状。重点叙述了粘弹性人工边界在有限元计算中的实现方法及其在地震工程中的应用。粘弹性人工边界方法具有方便实现、计算精度高、稳定性强等优点,是解决近场波动问题的... 详细信息

介绍粘弹性人工边界在结构-地基动力相互作用等问题中应用的研究现状。重点叙述了粘弹性人工边界在有限元计算中的实现方法及其在地震工程中的应用。粘弹性人工边界方法具有方便实现、计算精度高、稳定性强等优点,是解决近场波动问题的一种重要手段。随着粘弹性人工边界理论及其在有限元软件中的应用日渐成熟,其在工程抗震分析等方面将具有广阔的应用前景。

关键词：粘弹性人工边界地震工程结构-地基动力相互作用近场波动

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地下工程中自由场地的动力分析及影响因素对比

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工业建筑 2022年第9期52卷 214-218,160页

作者：迟恒上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

地下结构地震反应分析需要考虑结构-地基的动力相互作用,其中场地土层的自由场反应分析是确定地震输入的关键。通过对竖向纵波与水平向横波联合作用下土层自由场反应的研究,发现与仅考虑水平向横波相比,联合考虑水平与竖向输入波时地表... 详细信息

地下结构地震反应分析需要考虑结构-地基的动力相互作用,其中场地土层的自由场反应分析是确定地震输入的关键。通过对竖向纵波与水平向横波联合作用下土层自由场反应的研究,发现与仅考虑水平向横波相比,联合考虑水平与竖向输入波时地表土体的短周期谐波含量更丰富,地表水平向响应增大。因此,对于抗震安全等级要求较高的复杂地下结构,其地震输入应考虑竖向纵波的影响。此外,分析了水位变化及加载强度对土层动力反应的影响。分析显示:随输入地震波强度的增大,土层的应力状态改变,地表放大系数沿竖向逐渐增大,而在水平向逐步降低;由于水位变化,地表振动的频率响应曲线发生了改变,水位下降引起地表水平向振动减小,而竖向地震响应增大。

关键词：结构-地基动力相互作用自由场反应分析频域分析模型竖向纵波

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