基于等效一致边界的重力坝地震响应分析

戴江力

(新疆库尔干水利枢纽工程建设管理局，新疆 库尔干 832100)

坝-地基动力相互作用分析是一个比较复杂的技术课题[1-2]。在早期的大坝地震响应分析中，采用了一些简化的假定，通常采用无质量地基模型，即考虑地基作用时，略去了辐射阻尼和地震动输入的影响。无质量地基虽然可以反映地基的柔性，避免了地基质量对地震波能量的放大作用，但未考虑辐射阻尼的影响，把地震动响应作为一个封闭系统来研究，这与实际情况显然是不相符的。随着计算机有限元方法的发展，黏弹性人工边界理论逐渐成熟，在对待地基作用问题上，与传统的无质量地基相比，黏弹性人工边界则能够很好地模拟地震波能量向远域逸散的问题[3]，正确反映了坝体-坝基的整体动力特性。

1 人工边界理论

在有限域地基截断面上设置局部人工边界，工程上较多采用的有Lysme和Kulemeyer提出的黏性边界；Deek和Randolph提出的时域黏弹性边界；廖振鹏[4]提出的透射边界等。其中，黏弹性边界与同类人工边界相比，概念清楚，且易于在有限元软件中实现，是目前采用最多的地基处理方法。然而在实际问题中，有限元在实现黏弹性施加时比较繁琐，清华大学刘晶波[5-6]教授等在黏弹性人工边界的基础上推导出了等效一致黏弹性边界，简化了施加人工边界的前处理工作。

1.1 等效一致人工边界

等效一致黏弹性边界单元，该方法是在已建立的有限元模型的边界上，沿边界面外法向延伸一层厚度相等的实体单元，并将最外层边界固定。……