半圓形凸起及地下圓孔對(duì)瞬態(tài)P波散射的數(shù)值仿真.pdf

1、在實(shí)際工程中，大型地下孔洞結(jié)構(gòu)對(duì)地震波的散射不僅對(duì)孔洞附近場(chǎng)地的震動(dòng)有很大影響，甚至?xí)绊懙礁浇孛嫔系慕ㄖ?。所以?duì)此類(lèi)問(wèn)題的求解無(wú)論是在理論上還是在工程實(shí)踐中都有非常重大的意義。半空間地下孔洞對(duì)入射平面P波引起的地表位移幅值有較強(qiáng)的影響，本文直接采用有限元方法來(lái)研究部分節(jié)點(diǎn)的位移，應(yīng)力，加速度和受P波影響下圓形孔的動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)。有限元法在數(shù)學(xué)上是將偏微分方程的初邊值問(wèn)題劃歸一組常微分方程的初值問(wèn)題(在空間離散化之后)或一組規(guī)則代數(shù)

2、方程。然后，用NEWMARK直接積分法進(jìn)行求解，得到各節(jié)點(diǎn)和單元的位移、應(yīng)力的時(shí)程解。一方面，由于從無(wú)限域中截取了有限域來(lái)模擬無(wú)限域，因此引入了人工邊界。另一方面，解決時(shí)空離散帶來(lái)的不利影響，來(lái)減少誤差。 本文利用有限元軟件ANSYS進(jìn)行模擬計(jì)算，研究了半空間界面上含單(雙)圓形孔洞和突起對(duì)P波的散射和動(dòng)應(yīng)力集中的瞬態(tài)分析問(wèn)題，給出了節(jié)點(diǎn)的位移和加速度的時(shí)程曲線，并給出了圓形孔的動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)，討論了地下孔洞隨孔徑大小，以及與地