基于ABAQUS的三維粘彈性邊界單元及地震動輸入方法研究

苑舉衛 杜成斌 陳燈紅

（河海大學工程力學系,南京 210098）

在結構-地基動力相互作用分析中為模擬近場能量向無限域的散射,通常需要在近場有限離散模型的人工截斷處設置人工邊界,以正確反映結構-地基系統的動力特性.其中局部人工邊界由于其時空解耦特性而受到廣泛重視,目前較常用的有粘性邊界[1]、粘彈性邊界[2-4],以及廖振鵬[5]提出的透射邊界等.粘性邊界只考慮了邊界的耗能作用,而未考慮介質的彈性恢復作用,在應用中容易發生結構整體飄移,精度較低；透射邊界雖具有較高精度,但在實際應用中一般僅限于二階精度以內,并且編程較復雜、計算中可能引起高頻失穩；粘彈性邊界能同時模擬波的散射效應和半無限地基的彈性恢復能力,且能克服粘性邊界引起的低頻漂移問題,穩定性好.

在考慮地基輻射阻尼的情況下,將地震動引入計算模型存在振動輸入和波動輸入兩種方式,前者適用于結構剛度相對較小、輸入波頻率低、結構尺寸遠較其需考慮的最短波長為小的情況,目前一般工業和民用建筑物和構筑物多采用這種方式；而對于重要的大壩工程,由于壩體尺寸和重量都很大,地基對結構體系動態特性的影響較大,這種情況一般都作為開放系統的波動問題求解,即將地震動輸入作為外源問題引入計算區域,波場分解法和等效邊界力法基于不同的思想均有效的建立了適用于粘彈性邊界的外源輸……