黏弹性人工边界等效荷载计算的改进方法

摘要：

黏弹性人工边界在场地地震反应和结构-地基动力相互作用等问题的计算中已得到了广泛的应用。地震波在黏弹性人工边界中的输入是通过将地震波转化为作用于人工边界处的等效载荷来实现的。计算等效节点载荷的常规方法默认边界节点对应区域内的应力为均布力，但实际上该节点对应区域内的应力分布通常是不均匀的。本文在有限元方法结合黏弹性局部人工边界的显式时域波动方法的基础上，建立了无限域散射问题地震波等效载荷计算的一种改进方法。该方法采用细化网格与应力积分相结合的方法计算人工边界等效节点力，有效地降低了人工边界上等效节点力的计算误差。以不同角度入射地震波的二维算例为例，算例给出的波场位移云图和节点位移时程曲线验证了本文方法的有效性，其计算精度与网格尺寸和地震波入射角度密切相关，且网格越小、入射角度越小，计算精度越高。对于相同的网格尺寸，本文采用方法的计算精度明显高于常规方法，尤其是对于斜入射问题优势更为明显。

关键词：地震波传播、数值模拟、黏弹性人工边界、等效节点载荷

所属期刊栏目：48

分类号：O345;O302(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金41374049,51421005;国家重点基础研究发展计划2011CB013601

在线出版日期：2016-10-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1126-1135