波动输入方法及其在水闸工程中的应用

杨启龙，白莉萍，耿 亮

（1.河海大学水利水电学院，江苏南京210098；2.徐州市水利建筑设计研究院，江苏徐州221002）

水闸作为典型的挡水建筑物，在水利工程建设中有着广泛应用，而对于地处地震烈度较大的地区的闸涵结构，抗震计算十分重要。相对于传统地震动分析中的无质量地基模型，如何有效模拟无限地基辐射阻尼效应并合理确定地震动输入方法是结构-地基相互作用分析中需要考虑的重要问题。在有限元动力分析时，由于计算条件的限制，一般会从无限域地基中截取有限计算区域，为使外传散射波在达到截断边界时不产生反射，需要通过在截断处设置人工边界以模拟无限地基辐射阻尼。目前适用性较广的人工边界有黏性边界［1］、黏弹性边界［2］、叠加边界［3］、人工透射边界等［4］。黏性边界由于无法考虑介质的弹性恢复力，容易出现低频失稳的现象；透射边界在实际应用时存在着高频振荡问题；黏弹性边界是在黏性边界的基础上在人工边界上设置弹簧单元来模拟远域地基的弹性恢复能力，其因为拥有较好的高、低频段稳定性且较容易施加而被广为应用。采用黏弹性边界模拟地基辐射阻尼并进行动力分析时，往往通过在边界节点上施加相应等效节点荷载进而完成相应地震动的输入。鉴此，本文基于有限元软件ADINA，在研究了粘弹性边界的基础上，将波动输入方法应用于某软基上水闸闸室—水体—地基系统的地震动反应分析中。……