三维饱和介质粘弹性人工边界

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1、分类号密级＾ＵＤＣ编号中？水刻水老科營巧究院学位论文三维饱和介质粘弹性人工边界学位类别工学硕士学科专业水工结构工程作者姓名杨前指导教师马怀发教高中国北京二零一五年五月．ｓ．分类号密级ＵＤＣ编号中？水剩水舍科摩研究院学位论文三维饱和介质粘弹性人工边界学位类别工学硕士学科专业水工结构工程作者姓名杨范指导教师马怀发教高中国北京二零一五年五月－Ａｒｔ３ＤＶｉｓｃｏｕｓｓｐｒｉｎｇｉｆｉｃｉａｌＢｏｕｎｄａｒｉｅｓｏｆＩｎｆｉｎｉｔｅＳａｔｕｒａｔｅｄ

2、ＭｅｄｉａＤｅｇｒｅｅＧｒａｄｅ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｏｒ：ＨｄｒａｕｌｉｃＳｔｒｕｃｔｕｒｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎｊｙｇｇＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＹａｎＲｕｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＭａＨｕａｉｆａｐＭａ２０１５ｙ，ＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈ（ＩＷＨＲＢｅｉｉｎＣｈｉｎａ），ｊｇ，关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。，论文中有

3、关资料和数据是实事求是的尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国水利水电科学研究院或其它教育机构的学位或证书等而使用过的材料。若有不实之处。，本人愿意承担相关法律责任学位论文作者签名：＿７＾丨５年＜月么日摘要强震作用下土规、土体边坡及其地基会产生液化失稳问题，因此对其进行抗震安全评价理应将土体看作由土骨架和孔隙水两相材料组成。动力分析不仅要给出土骨架的位移时程还要计算出孔隙水压力的变化时程。与单相固体结构的人工粘弹性边界不同，对于饱和土体的人工边界，除了要处理位

4、移边界条件外，还要考虑孔隙水压力在人工边界的传播。本文在总结当前国内外人工边界处理方法研究成果的基础上，建立了具有粘弹性人工边界的三维饱和介质动力学虚位移原理。同时，基于有限元自动生成系统（ＦＥＰＧ），开发了具有粘弹性人工边界的三维饱和介质动力固结方程计算程序。利用该程序讨论了冲击荷载、突加荷载以及地震荷载作用下土体地位移、速度、加速度和孔隙水压力的扩散过程。主要研宄内容包括：１基于辛克维奇（Ｚｉｅｎｋｉｅｗｉｃｚ）的基本假设（），认为土是固体骨架和介质液组成的两相体，忽略流体中的压縮波，以饱和介质动力固结方程的形式为基本方程。按照球面波阵面上的

5、位移和应力与人工边界上的应力和位移的等效关系，推导并给出了三维饱和介质粘弹性人工边界的边界条件和边界上的流量公式；（２）基于虚位移原理建立了加粘弹性人工边界的三维饱和介质动力固结控制方程的积分一弱解形式，并对照般粘弹性人工边界的地震动输入，根据有效应力原理给出了饱和介质粘弹性人工边界上的地震动输入方法；（３）根据建立的动力固结控制方程弱解形式，基于有限元自动生成系统编写脚本文件，开发了三维饱和介质粘弹性人工边界动力计算有限元程序，通过算例证明了所建立方程的正确性和程序的可行性。本文最后对孔压吸收边界和介质阻尼对计算结果的影响，以及地震波作用下的饱

6、和地基位移和孔隙水压扩散进行了研究。关键词：饱和介质；三维粘弹性人工边界虚位移原理；ＦＥＰＧ波动输入；；ＡＢＳＴＲＡＣＴＵｎｄｅｒｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｔｒｏｎｇｓｈｏｃｋ，ｅａｒｔｈｄａｍ，ａｎｄｓｏｉｌｓｌｏｐｅ，ｔｈｅｉｒｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓｗｉｌｌｕｎｄｅｒｇｏｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｓｏｉｌｓｈｏｕｌｄｂｅｒｅｇａｒｄｅｄａｓｂｅｉｎｇｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｓｏｉｌｓｋｅｌｅｔｏｎａｎｄｐｏｒｅｗａｔｅｒ，ｗｈｅｎｅｖａｌｕａｔｉｎｇ

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