1、 本构模型论文：多层地铁车站振动台试验与数值模拟【中文摘要】随着我国经济的发展,城市化的进程越来越快。农村逐渐变为城市,而城市则向大城市、特大城市的方向发展。大城市的人口越来越多,以至于原有的交通系统越来越不能满足人口增长的需要。为了缓解这个矛盾,很多大城市已经或者准备开发地下空间和地下交通系统。地下结构属于人流密集的公共场所,地震中一旦遭到破坏就会造成大量人员伤亡和地下交通瘫痪,而且由于其固有的隐蔽性和难修复性,在地震中一旦破坏,造成的经济损失也是十分巨大的。因此准确认识地下结构在地震下的响应规律,给出地下结构抗震设计的原则和建议是十分重要的问题。本文在总结前人关于地下结构抗震研究方法的基础
2、之上,深入探讨了地震模拟振动台试验和有限元数值模拟在多层地下结构地震反应分析中的应用。具体做了如下工作:1.土的本构模型介绍了岩土工程中最常用的两种本构模型,一种是基于摩尔强度理论的 Mohr-Coulomb 塑性本构模型;另一种是基于双曲线假设的 Duncan-Chang 非线性弹性本构模型。对于后者,本文推导给出了其在平面应变条件下的实用公式,以及利用 UMAT 子程序接口,将该模型添加到 ABAQUS 材料库的具体实现方法。2.混凝土的本构模型介绍了数值计算.【英文摘要】With the rapid development of economy in China, the pace of
3、 urbanization becomes faster and faseter, and gradually villages become cities. The earlier cities grow towards the direction of magacity or supercity. As a result, populations become bigger and bigger, which make the citiesformer transportation systems insurficient for the growing people. To solve
4、this problem, many big cities have already or prepared to develop underground space and underground traffic. Underground structures belong to public pla.【关键词】本构模型 数值模拟 边界条件 振动台试验 地下结构【英文关键词】constitutive model numerical simulation boundary condition shaking table test underground structure【索购全文】联系 Q1
5、：138113721 Q2：139938848【目录】多层地铁车站振动台试验与数值模拟 摘要 5-7 ABSTRACT 7-8 第一章 绪论 12-22 1.1 选题背景 12-13 1.2 地下结构震害类型 13-14 1.3 地下结构抗震研究方法 14-19 1.3.1 原型观测 14-15 1.3.2 理论分析 15-16 1.3.3 数值模拟 16-17 1.3.4 模型试验 17-19 1.4 本文研究内容和工作安排 19-22 第二章 ABAQUS 介绍 22-28 2.1 引言 22-23 2.2 ABAQUS 有限元分析基本流程 23-26 2.2.1 ABAQUS 前处理 2
6、3-26 2.2.2 ABAQUS 后处理 26 2.3本章小结 26-28 第三章 土的本构模型 28-42 3.1 引言 28 3.2 Duncan-Chang 模型 28-37 3.2.1 Duncan-Chang 模型基本形式 28-31 3.2.2 Duncan-Chang 模型的平面应变形式 31-35 3.2.3 Duncan-Chang 平面模型在 ABAQUS 中的应用 35-37 3.3 Mohr-Coulomb 模型 37-41 3.3.1 Mohr-Coulomb 模型弹性和塑性行为 37 3.3.2 Mohr-Coulomb 强度理论 37-38 3.3.3 Mohr
7、-Coulomb 模型屈服方程和屈服面 38-40 3.3.4 Mohr-Coulomb 模型的塑性流动势 40-41 3.4 本章小结 41-42 第四章 混凝土的本构模型 42-58 4.1 引言 42 4.2 混凝土损伤塑性模型概述 42-49 4.2.1 混凝土材料单向受拉和单向受压行为 42-44 4.2.2 混凝土在单向往复荷载下的行为 44-45 4.2.3 定义拉伸硬化 45-46 4.2.4 定义压缩硬化 46-47 4.2.5 定义损伤和刚度恢复 47 4.2.6 刚度恢复 47 4.2.7 混凝土塑性 47-48 4.2.8 屈服方程 48-49 4.2.9 塑性流动势
8、49 4.3 基于规范的混凝土损伤参数的确定方法 49-57 4.3.1 损伤因子的定义 50 4.3.2 ABAQUS 中损伤理论的单轴受力特征 50-51 4.3.3损伤演化的计算 51-52 4.3.4 基于规范的混凝土拉压应力-应变曲线 52-53 4.3.5 基于规范的损伤参数的确定方法 53-54 4.3.6 损伤因子确定方法的可行性分析 54-55 4.3.7 算例 55-57 4.4 本章小结 57-58 第五章 岩土地震工程数值模拟边界问题 58-70 5.1 引言 58 5.2 底部人工边界 58-63 5.2.1 标准波动方程的建立 58-59 5.2.2 标准波动方程求
9、解 59-60 5.2.3 粘性边界的提出 60-61 5.2.4 粘性边界在有限单元法中的实现 61-62 5.2.5 粘性边界的验证 62-63 5.3 侧边界的设置 63-69 5.3.1 单向地震动输入时的侧边界设置 63 5.3.2 双向地震动输入时的侧边界设置 63-69 5.4 本章小结 69-70 第六章 地铁车站振动台试验分析 70-94 6.1 引言 70 6.2 试验准备 70-72 6.2.1 模型与箱体 70-71 6.2.2 箱体基频 71 6.2.3 传感器布置 71-72 6.2.4 基本约定 72 6.3 试验结果分析 72-93 6.3.1 层叠剪切箱效果验
10、证 72-74 6.3.2 加速度分析 74-84 6.3.3 傅里叶谱分析 84-89 6.3.4 应变分析 89-91 6.3.5 震害图片 91-93 6.4 本章小结 93-94 第七章 地铁车站振动台试验的二维数值模拟 94-112 7.1 引言 94 7.2 模型参数确定 94-96 7.2.1 土的参数确定 94-96 7.2.2 混凝土的本构模型 96 7.2.3 边界的选取 96 7.3 结果对比 96-107 7.3.1 模型基本频率 96-97 7.3.2 0.1g 单向 El-Centro 波输入结果对比 97-102 7.3.3 0.1g 双向 El-Centro 波输入结果对比 102-103 7.3.4 1.0g 单向 El-Centro 波输入结果对比 103-105 7.3.5 1.0g 双向 El-Centro 波输入结果对比 105-107 7.4 三维数值模拟初步 107-110 7.5 本章小结 110-112 第八章 结语 112-114 8.1 全文内容总结 112-113 8.2 今后研究内容展望 113-114 参考文献 114-116 致谢 116-117 攻读硕士学位期间已发表论文 117-118 作者简介 118 攻读硕士期间主要参与的课题 118
