[发明专利]成层场地地震波斜入射波动分析方法

权利要求书

1.一种成层场地地震波斜入射波动分析方法，其特征在于：其包括以下步骤：

（1）求解地震斜入射时成层场地一维时域自由场，求解自由场时考虑土体的非线性特点，将土体看做粘弹性材料；

（2）对自由场进行人工边界转换，人工边界转换时考虑土体的初始应力；

（3）基于OpenSees计算平台的岩土动力分析模型确定人工边界的等效载荷；

（4）对人工边界施加等效载荷，进行非线性拨动分析；

其中，步骤（2）中人工边界转换的的过程为：

（2.1）建立只有场地有限元模型；

（2.2）侧向边界施加水平连杆约束，底部边界施加竖向连杆，地表面设置排水边界，进行动力松弛分析，获得水平连杆约束反力和底部边界竖向连杆约束反力；

（2.3）撤除侧向边界水平连杆约束、撤除底部边界竖向连杆约束，侧向边界和底部边界按照粘弹性人工边界设置。

2.如权利要求1所述的成层场地地震波斜入射波动分析方法，其特征在于：步骤（1）中求解一维时域自由场的步骤为，

（1.1）建立成层场地自由场的一维时域等效线性算法；

（1.2）采用等效线性分析方法，通过迭代过程确定土体等效动剪应变；

（1.3）由等效动剪应变确定土体的剪切模量和阻尼比；

（1.4）采用高斯精细积分求自由场的动力方程。

3.如权利要求2所述的成层场地地震波斜入射波动分析方法，其特征在于：步骤（1.2）中等效线性分析的步骤为，

（1.2.1）假定土体的初始阻尼比和剪切模量，由动力分析得到各单元经历的最大剪切应变γ_max；

（1.2.2）根据γ_eff=0.65γ_max求解等效剪应变幅γ_eff；

（1.2.3）根据等效剪应变幅γ_eff求解剪切模量G和阻尼比λ，重新进行动力分析，直到前后两次分析达到给定的精度要求为止。

4.如权利要求1所述的成层场地地震波斜入射波动分析方法，其特征在于：步骤（2.2）中，在撤除侧向边界水平连杆约束、底部边界竖向连杆约束的同时，施加侧向水平连杆、底部竖向连杆的约束反力。

5.如权利要求1所述的成层场地地震波斜入射波动分析方法，其特征在于：步骤（3）中确定人工边界等效载荷的过程为，

（3.1）建立只有场地有限元模型；

（3.2）侧向边界施加水平连杆约束，底部边界施加竖向连杆约束，地表面设置排水边界，进行动力松弛分析，获得水平连杆约束反力和底部边界竖向连杆约束反力；

（3.3）撤除侧向边界的约束、撤除底部边界的约束，并对侧向边界约束反力、对底部边界施加约束反力，同时在侧向、底部设置粘弹性人工边界；

（3.4）将侧向、底部土体自由场运动赋予相应节点，按照步骤（3.3）设置的人工边界进行过动力分离，获得人工边界节点处的约束反力，此约束反力即为所求的等效载荷。