大型地下洞室地震灾变过程三维动力有限元模拟

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• 责任者：张志国^c武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室^d1984^e博士研究生 ; 肖明 ; 陈俊涛
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 出版年：2011
• 卷期：30^b3总238
• 关键词：地下洞室 ; 地震响应20^a波动方程 ; 运动学 ; 有限元法 ; 本构方程 ; 弹性波
• 页码：509～523
• 索书号：P478.066/357
• 图表：^c表2参26插图
• 分类号：1600
• 文摘期号：2011/09

摘要

地震作用是影响大型地下洞室群长期安全运行的主要外界因素。采用时程分析法模拟地震灾变中洞室围岩地震响应过程，是研究地下洞室抗震的一种有效方法。为此，开发地下洞室地震灾变三维动力有限元数值模拟系统。该系统采用显式中心差分法求解。为加快求解速度，对程序进行并行化处理并在积分方法上提出多高斯点分区混合积分法;考虑高应变率下材料的强化特性和循环荷载作用下围岩损伤特性，提出适用于地下洞室抗震分析的岩体动力本构模型；人工边界采用黏弹性边界；考虑地震波入射的方向性、多面性和非一致性，提出适用于地下洞室抗震分析的地震波空间斜入射法。通过计算通用数值分析软件的验证算例，表明该系统程序求解的正确性。同时，通过对鲁基场窑洞式地下厂房地震灾变时程模拟，表明系统程序在实际工程问题分析中的可靠性和实用性。