Davidenkov土动力非线性模型在OpenSees软件中的实现与应用.pdf

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1、第32卷第2期土木工程与管理学报Vo1．32No．22015年6月JournalofCivilEngineeringandManagementJun．2015Davidenkov土动力非线性模型在OpenSees软件中的实现与应用赵旭清(中铁十六局集团有限公司，北京100018)摘要：在地下空间被大规模开发的过程中，地下结构抗震问题逐渐得到重视，由于地下结构的特殊性，对于地下结构周围地基土动力性质的研究显得尤为重要。土在动荷载作用下会出现非线性、滞后性和变形累积性等力学特性，骨架曲线可以通过实测资料采用函数

2、进行拟合的方式确定。本文以武汉地区软土为研究对象，通过共振柱试验得到不同围压下剪应变和剪切模量的关系，并拟合出Davidenkov模型中的参数。以OpenSees地震工程模拟开放体系为平台进行二次开发，编制Davidenkov模型材料子程序，并对该黏土在地震作用下的动力响应进行了分析，同时对比试验结果验证了程序的可靠性。关键词：Davidenkov模型；共振柱试验；OpenSees；地震动力响应中图分类号：TU435文献标识码：A文章编号：2095-0985(2015)02-0019-04Implement

3、ationandApplicationofNonlinearDynamicDavidenkovModelofSoilinOpenSeesZHAOXu—qing(ChinaRailway16thBureauGroupCompanyLimited，Beijing100018，China)Abstract：Anti—seismicofundergroundstructuresisbeingfocusedgraduallyduringtheprocessoflarge-scaledevelopment．Duetoi

4、tsspecialties，theresearchofthedynamicbehaviorofsoilaroundundergroundstructuresisparticularlysignificant．Soildynamicmechanicscharacteristicincludesnonlinearcharacteristic，hysteresischaracteristicandtheeffectofstrainaccumulated．Skeletoncurvesarefittedbymeasu

5、reddata．Inthispaper，modelparametersarefittedbyresonantcolumntests，inwhichsoftsoilinWuhanareawasregardedastheresearchobject．TheDavidenkovmodelhasbeenimplementedintotheOpenSeessoftwareasuser-definedmaterials．Theseismicresponseanalysisofsoilwasperformed．Keywo

6、rds：Davidenkovmodel；resonantcolumntest；OpenSees；seismicresponseanalysis土在动荷载作用下会出现非线性、滞后性和体的动力特性是需要解决的关键问题。变形累积的力学特性，其中非线性体现在骨架曲线的非线性中，骨架曲线可以通过实测资料采用1Davidenkov模型基本理论函数进行拟合的方式确定，常用的拟合函数有直线、双曲线、Ramberg—Osgood曲线等；滞后性特Davidenkov模型是由Hardin_2等提出的一种征一般通过滞回曲线的形状来

7、表征，而土体的变黏弹性模型，基本思想是采用某种双曲线函数来形累积特性一般通过滞回圈中心的移动来表征。模拟土体应力一应变的骨架曲线，其动剪切模量在进行有关于土在循环荷载作用下力学行为研究之比可用如下表达式表示：，11的过程中，最困难的是确定描述土体性质的相关，1=(＼1)，参数，因此，在进行有关于岩土工程的抗震设计bInax1上ref时，采用动剪切模量、阻尼比等参数精确的描述土式中：G为剪切模量；G为加载初始的最大剪切收稿日期：2015-01．21修回日期：2015-03-26作者简介：赵旭清(1970-)，

8、男，山西晋城人，高级工程师，博士，研究方向为交通土建应用技术(Email：zhaowuqingweb@sohu．com)·20·土木工程与管理学报2015年模量；为剪应变值；为参考剪应变值。号分别代表再加载曲线和卸载曲线。参考剪应变的取值可根据G／G⋯为0．5时的⋯剪应变值确定，如图1所示。此时Hardin型骨架[一叫)](4)曲线方程可以表示为如下形式：=tr：=G⋯[1一H()](2)去c丁-+-T1[【¨+