rayleigh波作用下桩r土r桥梁结构动力相互作用问题研究 - 振动与冲击.pdfVIP

振　动　与　冲　击 第３０卷第１２期 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．１２２０１１　  Ｒａｙｌｅｉｇｈ波作用下桩 －土－桥梁结构动力相互作用问题研究 谷　音，于志敏 （福州大学 土木工程学院，福州　３５０１０８） 　　摘　要：基于等效粘弹性人工边界单元建立了可考虑成层介质及Ｒａｙｌｅｉｇｈ波输入的二维有限元时域模型，计算了 Ｒａｙｌｅｉｇｈ波作用下成层介质与均匀介质的自由场反应，与理论解比较表明有限元计算结果具有较好的工程精度。针对 Ｒａｙｌｅｉｇｈ波作用下桩－土－典型刚构桥梁结构动力反应进行了分析，考虑了场地条件的不同、软夹层位置的改变、不同频 率Ｒａｙｌｅｉｇｈ波的输入以及桩长对Ｒａｙｌｅｉｇｈ波传播与场地地震反应的影响，对影响因素进行了讨论。 关键词：Ｒａｙｌｅｉｇｈ波；桩－土－桥梁结构动力相互作用；人工边界单元；成层介质；参数分析 中图分类号：Ｏ３４７；ＴＵ３１１．３　　　文献标识码：Ａ ＡｐｉｌｅｓｏｉｌｂｒｉｄｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｄｙｎａｍｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒＲａｙｌｅｉｇｈｗａｖｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ＧＵＹｉｎ，ＹＵＺｈｉｍｉｎ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１０８，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａ２ＤｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｆｏｒａｓｅｍｉｉｎｆｉｎｉｔｅｓｐａｃｅｗｉｔｈｌａｙｅｒｅｄｍｅｄｉａａｎｄＲａｙｌｅｉｇｈｗａｖｅｉｎｐｕｔｗａｓ ｂｕｉｌｔｂｙｕｓｉｎｇｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｖｉｓｃｏｕｓｅｌａｓｔｉｃａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｏｕｎｄａｒｙｅｌｅｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｉｎｆｒｅｅｆｉｅｌｄｏｆｅｖｅｎａｎｄｌａｙｅｒｅｄｍｅｄｉａ ｗｅｒｅｃｏｍｐｕｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｈａｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．ＴｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆａｐｉｌｅｓｏｉｌｂｒｉｄｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｄｙｎａｍｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒＲａｙｌｅｉｇｈｗａｖｅｓ ｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｔｙｐｉｃａｌｒｉｇｉｄｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅｗａｓｉｎｃｌｕｄｅｄｉｎｔｈｉｓｃａｓｅｓｔｕｄｙ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｃｈａｎｇｅｓｏｆｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｓｏｆｔｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔＲａｙｌｅｉｇｈｗａｖｅｉｎｐｕｔａｎｄｐｉｌｅｌｅｎｇｔｈｏｎＲａｙｌｅｉｇｈｗａｖｅｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅ ｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｗｅｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｔｈｅｒｉｇｉｄｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｅｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｒａｙｌｅｉｇｈｗａｖｅ；ｐｉｌｅｓｏｉｌｂｒｉｄｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｄｙｎａｍｉｃｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｂｏｕｎｄａｒｙｅｌｅｍｅｎｔ；ｌａｙｅｒｅｄ ｍｅｄｉａ；ｐａｒａｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｓｉｓ 　　地震波在半无限空间传播中除了存在Ｐ波、Ｓ波等 影响，其中考虑剪切波以及其他动力作用下桩 －土相 ［３，４］ 体波之外还存在Ｌｏｖｅ波、Ｒａｙｌｅｉｇｈ波等面波，其中Ｒａｙ 互作用研究已经获得了许多成果 ，而面波方面相应 ｌｅｉｇｈ波表征了弹性半空间和无限空间之间的基本差