瑞利阻尼对砂土场地非线性地震响应的影响分析

王 豪, 高广运, 杨成斌

(1.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092; 2.同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;3.合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽 合肥 230009)

瑞利阻尼对砂土场地非线性地震响应的影响分析

王 豪1,2, 高广运1,2, 杨成斌3

(1.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092; 2.同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;3.合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽 合肥 230009)

在地震荷载作用下,自由场地会产生土体侧向变形和地表响应放大现象。由于土体的高度非线性,计算自由场地地震响应时,不同的阻尼比及剪切模量取值是造成其计算结果与试验结果相差较大的原因之一。目前动力计算常采用瑞利阻尼方法,其系数取值会在一定程度上影响计算结果。选用两模态简化瑞利阻尼系数计算方法,分析土体阻尼比及控制频率的取值对计算结果的影响,对比离心机模型试验,利用开源有限元平台OpenSees,采用适合于土体动力分析的多屈服面本构模型(PDMY),建立剪切梁模型模拟三维自由场地,并分析瑞利阻尼参数对自由场地地震响应和侧向变形计算结果的影响。结果表明,针对相对密度为60%的Nevada干砂,阻尼比为4%、控制频率比为5时,场地响应计算结果与试验结果较为符合。综合分析显示场地非线性响应时域计算时,应特别注意选用的瑞利阻尼参数值。

地震响应; 侧向变形; 阻尼比; 瑞利阻尼系数; 离心机试验; OpenSees

0 引言

自由场地的动力响应计算问题一直是岩土地震工程中具有理论和实际意义的研究课题。……