[发明专利]爆炸地震波作用下地下结构动力响应分析方法及系统

权利要求书

1.一种爆炸地震波作用下地下结构动力响应分析方法，其特征在于，所述方法包括：

构建目标地下结构的结构模型；

采用集中质量法将所述结构模型划分成有限数量自由度的离散体系；

对所述离散体系采用矩阵分析算法分析在爆炸地震波作用下所述目标地下结构的动力响应参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结构模型包括岩土介质、弹性垫层和钢筋混凝土框架三个相互作用的部分，所述弹性垫层和钢筋混凝土框架组成衬砌结构。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述离散体系采用矩阵分析算法分析在爆炸地震波作用下所述目标地下结构的动力响应参数，包括：

采用矩阵分析算法分析将爆炸地震波通过岩土介质对衬砌结构的作用当作动载荷时衬砌结构的内力和变形。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用矩阵分析算法分析将爆炸地震波通过岩土介质对衬砌结构的作用当作动载荷时衬砌结构的内力和变形包括：

采用集中质量体系形式构建动力响应矩阵模型，所述动力响应矩阵模型如下：

其中：P＝{P_i}₂₆为动载荷的列向量；M＝[m_ij]_26×26为集中质量的对角线矩阵；F＝[f_ij]_26×26为集中质量的单位位移矩阵；C为阻尼矩阵，y＝{y_i}₂₆，分别为集中质量的位移、速度和加速度向量，26为划分的离散体系的数量。

5.所述根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据每一个作用到离散体系的波k的列矩阵的总和形式加以确定动载荷的列向量P：

其中n为计算中同时考虑的波的数量；

每一个向量元素P^k＝{P_i^k}₂₆由下式确定：

向量是第k个波作用在结构集中质量上的集中动载荷的最大值，向量F^k＝{F_i^k}₂₆的各个元素代表第k个波产生的动载荷随时间变化的规律；

其中，根据目标地下结构的集中质量及与其相连的土壤质量的总和确定集中质量的对角线矩阵；

其中，阻尼矩阵表示为：

C＝α₀M+α₁K

式中：α₀,α₁均为比例系数；K为结构刚度矩阵；M为集中质量的对角线矩阵。

6.一种爆炸地震波作用下地下结构动力响应分析系统，其特征在于，所述系统包括用于实现如权利要求1-5任一项所述的爆炸地震波作用下地下结构动力响应分析方法的功能模块。