SoilWorks內(nèi)訓(xùn)資料等效線性

0Total

Solution

for

True

Analysis-driven

DesignMIDASIT等效線性分析Total

Solution

for

True

Analysis-driven

DesignMIDASIT

等效線性分析

(Equivalent

Linearization

Analysis)

目錄

等效線性分析簡(jiǎn)介

一維自由場(chǎng)分析

二維等效線性分析

1Total

Solution

for

True

Analysis-driven

DesignMIDASIT

等效線性分析簡(jiǎn)介

頻率響應(yīng)分析(Complex

ResponseAnalysis)

為什么要做頻域響應(yīng)分析?

輻射阻尼(Radiationdamping)

-

地基的無(wú)限性導(dǎo)致衰減

-

地震波能量在無(wú)限地基中傳遞過程中的動(dòng)能衰減

-

根據(jù)傳遞的形式衰減方式不同

-

外力(地震作用、機(jī)械振動(dòng)等)容易用頻域模擬，使用頻率分析的效率較高

-

FrequencyIndependentComplexShear

Modulus(Kramer,

1996)

G*

G

1

i2

-

FrequencyDependentComplexShearModulus(Udaka,

1975)

G*

G

1

2

2

i2

1

2

-

Simplified

Complex

ShearModulus(Kramer,

1996)

G*

G

1

2

2

i2

2Acceleration(g)Fourier

amplitudeTFAcceleration(g)Fourier

amplitude3Total

Solution

for

True

Analysis-driven

Design3.0002.0001.0000.000010203040500.0000.0250.0200.0150.0100.00501020304050Frequency0.0100.0050.0000.0250.0200.01501020304050

Frequency4.000-0.15

0.10

0.05

0.00-0.05-0.10

Frequency(Hz)0.150246810Time(sec)FFTFFT

-1soil-0.15

0.05

0.00-0.05-0.10028104

6

Time(sec)MIDASIT

等效線性分析

(Equivalent

Linearization

Analysis)

頻率響應(yīng)分析(Complex

ResponseAnalysis)

0.15

0.10Total

Solution

for

True

Analysis-driven

Design

等效線性化方法(Equivalent

Linearization

Method)

頻域分析方法為線性分析方法

地基材料為非線性材料

使用模擬輻射阻尼容易的頻域分析方法

需要使用反映材料非線性特性的等效線性化方法(equivalentlinearization

method)

4MIDASIT

等效線性分析(Equivalent

Linearization

Analysis)Total

Solution

for

True

Analysis-driven

Design5.

重復(fù)上面的第2~第4步驟，獲得收斂的G值和h值，一般取相對(duì)誤差小于5%時(shí)的值，一般迭代5次左右即可獲得收斂值。

5M

1

10R

G

h4.

使用有效剪切應(yīng)變，通過各土層的動(dòng)力特性曲線（/Gmax

eff

曲線、

eff

曲線）

獲得剪切彈性模量和阻尼比。MIDASIT

等效線性分析

(Equivalent

Linearization

Analysis)

等效線性化方法(Equivalent

Linearization

Method)1.

定義各土層的初始剪切模量(G)和阻尼比(h)，一般使用剪應(yīng)變很小時(shí)的值。2.

使用初始值進(jìn)行自由場(chǎng)分析計(jì)算各層的最大剪切應(yīng)變

max3.

計(jì)算各層的有效剪切應(yīng)變

eff

eff

R

max

其中

R

為有效剪切應(yīng)變系數(shù)(由用戶輸入),一般取0.65，或根據(jù)地震規(guī)模按下式

計(jì)算(Seed

&

Sun,

1992)。分析方法應(yīng)變需要輸入地基數(shù)據(jù)試驗(yàn)、勘探線性～10-5土壤基本數(shù)據(jù)工程學(xué)基巖剪切波速密度(G/G0~g,h~g)液化強(qiáng)度勘探標(biāo)準(zhǔn)貫入度試驗(yàn)井測(cè)動(dòng)力變形試驗(yàn)液化試驗(yàn)等效線性～510-3非線性全應(yīng)力分析有效應(yīng)力分析～5×10-2～10-1Total

Solution

for

True

Analysis-driven

DesignMIDASIT

等效線性分析

(Equivalent

Linearization

Analysis)等效線性化方法(Equivalent

Linearization

Method)

6Total

Solution

for

True

Analysis-driven

Design

一維自由場(chǎng)分析簡(jiǎn)介

自由場(chǎng)分析簡(jiǎn)要

-

水平層結(jié)構(gòu)(一維)

-

考慮地基的非線性特性(等效線性化分析、動(dòng)力非線性分析、有效應(yīng)力分析)

(SHAKE、YUSAYUSA、DYNAQ等程序)

-

根據(jù)一維波動(dòng)理論(重復(fù)反射理論)計(jì)算各地層的響應(yīng)

在實(shí)際設(shè)計(jì)中經(jīng)常使用的原因

-

輸入地表面或地層內(nèi)的地震波時(shí)，可反算基巖的地震波

-

可獲得地基的位移分布，用戶地下建筑物的位移法分析

-

通過地層的剪切應(yīng)力判斷地基的液化

自由場(chǎng)分析的不足之處

-

分析非均質(zhì)地基(不是水平層結(jié)構(gòu))的地基響應(yīng)不是很準(zhǔn)確

-

地基內(nèi)存在結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，不能考慮地基-結(jié)構(gòu)間的動(dòng)力相互作用

7MIDASIT

一維自由場(chǎng)分析(FreeField

Analysis)......8Total

Solution

for

True

Analysis-driven

Design1

mm+1u1x1u2x2um

xmxm+1um+1um+2xm+2uNxNNh1hmhm+1hN=∞G1

1

1

Gm

m

mGm

1

m

1

m

1

GN

N

NParticle

motionIncident

waveReflected

waveLayer

No.Coordinate

SystemPropagation

DirectionPropertiesThicknessMIDASIT

一維自由場(chǎng)分析(FreeField

Analysis)

分析模型

u

u

u

t

x

x

t

Am

1

Bm

1

Amme

ikmhm

eikmhm

B

,m

1,秩2,聾..遇.,魄(N

1)Ameikmm

Bme

ikmmh

Am

1

Bm

1

**Gu(x,

)

2u(x,

)

0

(x,

)

G*u(x,

)um(xm,

)

Am(

)eikmxm

Bm(

)e

ikmxmui(

)ai(

)

bi(

)

m(xm,

)

ikm*Gm*(Am(

)eikx

Bm(

)e

ikmmx

x

層位咬移函班數(shù)****mm**To周ta駕lSo廣lu喬ti罪onfo遵rTr掀ueAn揮al睛ys岔is凳-d強(qiáng)ri權(quán)ve總nDe蛇si延gn

使用還各層捉接觸毀面上稿的協(xié)夸調(diào)條鐮件得船到的攝遞推召公式**

kmGm*h*

km

1Gm

1

在地富表面竊A1=B1Am(

)

am(

)A1(

)Bm(

)

bm(

)B1(

)

傳遞捷函數(shù)Hij(

)

uj(

)aj(

)

bj(

)

層位豪移函晉數(shù)ui(

)

Hij(

)uj(

)9MI襪DA扎SI撤T一維限自由詢場(chǎng)分并析(F義re渠eF員ie盡ldAn惡al蝴ys碌is皇)分析女理論

基本飽方程厘(波茂動(dòng)方董程)223

G

2

G222

位移怠/應(yīng)針力u(x,t)

u(x,

)ei

t*

2

x210To敘ta遇lSo陪lu狼ti蘆onfo坦rTr齊ueAn吉al傳ys蟲is錢-d膜ri獵ve劫nDe阻si坦gnMI圾DA隔SI饒T一維爆自由香場(chǎng)分經(jīng)析(F懷re球eF牢ie捎ldAn掀al博ys額is拼)不同危觀測(cè)松點(diǎn)上更的地躺震波To臭ta曉lSo張lu雀ti嚷onfo貌rTr籠ueAn襖al描ys滅is艇-d蛙ri圾ve霞nDe金si戲gnE為入孔射波(上升筐波)F為反歸射波(下降少波)11在基跑巖中聚輸入栽的地殊震是號(hào)哪種撓類型(2云E、奮E+嘴F)底?(由觀補(bǔ)測(cè)條最件決現(xiàn)定)地表少面基巖EFEEFF2E在地詳表面塞入射窗波與利反射憲波相方同E=份F、觀測(cè)的地?fù)湔鸩啚?E

輸入可地震并波(C低on貓tr增olMo塑ti激on銳)-觀測(cè)懼的露六頭巖背波:將2E類型佛波作丑用在爪基巖小上-觀測(cè)懂的地蒜表面豪波:將2E類型顧波作澇用在捎地表趁面-觀測(cè)尖的地芽層內(nèi)詞的波:將E+終F類型敘波作須用在竭地層MI雪DA紅SI板T一維財(cái)自由臣場(chǎng)分揮析(F獨(dú)re揀eF暖ie熱ldAn誤al謙ys商is庭)輸入梢的地?cái)勒鸩ㄔ~類型2E、E+爭(zhēng)F12To題ta落lSo傍lu撥ti左onfo駱rTr奇ueAn慢al址ys臘is工-d懇ri饒ve作nDe服si包gnMI星DA暈SI蓋T一維剩自由幅場(chǎng)分枯析(F滾re認(rèn)eF槍ie骨ldAn窩al評(píng)ys界is控)輸出來(lái)的地福震波遍類型

露頭哀巖(O足ut曾cr鹿op康)/內(nèi)部鑒地層(W革it奇hi醋n)To屑ta探lSo致lu業(yè)ti榆onfo澇rTr散ueAn愁al倡ys托is友-d沃ri圾ve闊nDe來(lái)si膛gn二維蝦等效隱線性鍵分析嫩簡(jiǎn)要

復(fù)雜示響應(yīng)膝分析疑方法省簡(jiǎn)要是分輝析巖竟土-結(jié)構(gòu)蚊相互泳作用較的主梳要分榜析方廣法，通過蒙等效昏線性虎化方疾法和兇輻射戰(zhàn)阻尼屋的協(xié)才調(diào)函數(shù)計(jì)畜算復(fù)慌剛度外系數(shù)，用于叨有限蒸元模霜型的鄰分析任中(代表榮性程軌序有FL雀US激H)鈴。

-----巖土-結(jié)構(gòu)逃相互玩作用待分析(S蕩oi山l-扎St糖ru票ct圓ur怒eIn氣te筆ra扔ct灑io引nAn羅al淡ys考is凱)地震兔波通育過巖藏土媒釣介到貍達(dá)結(jié)軋構(gòu)的促基礎(chǔ)材上，引起鴨結(jié)構(gòu)淹的基醒礎(chǔ)和聚結(jié)構(gòu)饅發(fā)生賊振動(dòng)。結(jié)構(gòu)黑的振兇動(dòng)引諒起結(jié)毛構(gòu)產(chǎn)坐生慣欲性力，慣性漆力通姜過基辜礎(chǔ)重俘新作喂用在兵地基津上地基儀與結(jié)宋構(gòu)的范這種更相互開影響似的運(yùn)窩動(dòng)稱激為地嗓基-結(jié)構(gòu)蘋相互長(zhǎng)作用地基宏與結(jié)績(jī)構(gòu)的板剛度靠相差飲越大，相互幫作用餅的效乘果越近大地上俘結(jié)構(gòu)鼓主要段受結(jié)織構(gòu)質(zhì)躺量和鍬地基段質(zhì)量熱差異盛引起虧的慣粗性相花互作寸用(i喚ne鵝rt占ia拆lin濱te怠ra基ct合io勻n)的影響-地下娃結(jié)構(gòu)分主要伯受結(jié)警構(gòu)的會(huì)剛度踐和地葵基剛桑度差攤異引綢起的礙運(yùn)動(dòng)掉相互因作用(k瓦in他em濾at桃icin泥te稀ra逆ct堂io組n)的影午響13MI奪DA雪SI姿T二維厚等效品線性衡分析14MI仿DA償SI強(qiáng)T二維兩等效調(diào)線性膽分析地基-結(jié)構(gòu)慢的相豬互作坑用(S饒SI乓)運(yùn)動(dòng)腥相互萄作用(散射買問題，S潔ca貧tt堪er害in夾gPr你ob眉le派m)To巖ta紗lSo補(bǔ)lu踐ti蔬onfo襯rTr紹ueAn離al視ys吸is廳-d模ri圖ve孤nDe提si碼gn慣性殿相互請(qǐng)作用(輻射加問題，R遍ad晉ia隔ti沒onPr薯ob喚le敘m)To藝ta宵lSo蛇lu芝ti表onfo值rTr荷ueAn止al保ys腥is避-d暖ri蛛ve管nDe佩si遷gn

-----

-----直接書法(D網(wǎng)ir艦ec紫tMe魯th蜜od語(yǔ))建立垂包含米地基箭和結(jié)享構(gòu)的島模型分析加復(fù)雜責(zé)形狀古的結(jié)彩構(gòu)比兆較容縱易可以怎考慮卷地基聰?shù)目彰C間特榨性和顧非線范性特聞性為了約解決俱輻射祥問題(R槐ad淚ia騎ti不onPr塔ob招l(wèi)e期m)輕，模型宋尺寸秤需要殿足夠煙大?？紤]待粘性礎(chǔ)邊界、傳遞擱邊界、邊界谷單元、無(wú)限載單元完等地站基的免半無(wú)胖限空榮間特粥性子結(jié)巨構(gòu)法(S形ub左st德ru昆ct跳ur話eMe痛th被od夫)將地?cái)z基用飄動(dòng)力郵剛度期矩陣(阻抗負(fù)矩陣，I嫩mp抱ed狠an類ce矩陣)表示簡(jiǎn)化有了地熄基-結(jié)構(gòu)勵(lì)相互倚作用樣分析適合繳于基線礎(chǔ)形鋤狀比絡(luò)較簡(jiǎn)楊單時(shí)不能墾考慮別地基易的非憂線性父特性代表女性的況程序預(yù)有SA復(fù)SS感I(主要蒸考慮隨結(jié)構(gòu)使的響呀應(yīng))15MI葉DA側(cè)SI址T二維普等效絞線性旅分析地基-結(jié)構(gòu)齒的相硬互作鴉用(S頂SI稈)傳遞邊界頻域分析-D≥2d粘性邊界時(shí)程分析H≥dD≥5d一般邊界有效應(yīng)力分析-D≥10d16邊界叮條件分析灘方法模型逃深度模型壁的寬嘉度自由地基自由地基邊界條件邊界條件邊界恢條件半無(wú)券限彈蔑性地革基HＦE萍Ｍ模型DTo布ta榴lSo跪lu貢ti仆onfo另rTr便ueAn吳al稈ys掌is買-d適ri填ve園nDe侄si獸gn結(jié)構(gòu)d模型邊界地基反射亂波MI椒DA刻SI筋T二維趴等效筐線性捉分析半無(wú)誼限空船間的抵邊界忽條件結(jié)構(gòu)To富ta泛lSo雕lu如ti濁onfo盯rTr少ueAn察al婆ys暗is說-d權(quán)ri染ve揉nDe牙si用gnMI數(shù)DA巡壽SI巧T二維顆等效舌線性君分析分析芝流程建立情地基濱和結(jié)怪構(gòu)模航型輸入釣結(jié)構(gòu)勻特性答信息輸入腥地基色特性耽信息特征藥值分客析構(gòu)成飽模型廟的矩毀陣定義隙有效矛剪切說應(yīng)變遵系數(shù)迭代場(chǎng)計(jì)算(滿足泳收斂援誤差就小于5%韻)確認(rèn)艙地基巾資料斗柱狀環(huán)圖輸入近地基左的動(dòng)劍力特胳性值運(yùn)行鏡復(fù)雜淹響應(yīng)飛分析地基壓的等穗效線爭(zhēng)性化鈴曲線地基暫剛度浪等效走線性頑化定義屬輸入剛的地丙震波左、匯右側(cè)把傳遞愧邊界侄自由儉場(chǎng)分殿析定義垮能量伍傳遞收邊界輸出晶地震濱時(shí)結(jié)明構(gòu)的渡內(nèi)力17To院ta請(qǐng)lSo邊lu紫ti哪onfo傍rTr莫ueAn噴al苦ys遼is探-d色ri撒ve堅(jiān)nDe臥si務(wù)gn分析穩(wěn)流程模型蠅左側(cè)斷傳遞鄙邊界擦自由濁場(chǎng)分麥析(侍收斂特艱性值汪)特征劫值分濫析(聾特征羞值、色特征瞇向量鉗)模型博右側(cè)格傳遞曾邊界奸自由領(lǐng)場(chǎng)分億析(坊收斂特差性值洽)特征礦值分膽析(置特征觀值、慌特征鍬向量愈)構(gòu)成占能量枕傳遞病邊界出的模勤型矩捉陣迭代任計(jì)算(收日斂誤裕差小賭于5想%)確認(rèn)客是否槍收斂(GD、h治的收惡斂誤數(shù)差要模小于攜5%沸)18MI瓣DA叼SI未T二維稍等效裂線性炎分析To厘ta胞lSo鬼lu鞋ti質(zhì)onfo煉rTr足ueAn會(huì)al支ys燭is倘-d概ri雹ve城nDe練si坐gn結(jié)構(gòu)傳遞訊邊界地基底部音的粘作性邊距界MI竄DA籃SI紅T二維唇等效咸線性去分析自動(dòng)哄生成難二維誼等效身線性劍邊界蜻條件傳遞脖邊界傳遞啄邊界解底部艙的粘妙性邊蓬界傳遞澇邊界甩：由掀考慮鍛水平駝方