《飽和兩相介質—結構體系非線性動力相互作用方法研究》是依託北京工業大學，由李亮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：飽和兩相介質—結構體系非線性動力相互作用方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李亮
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對飽和兩相介質-結構體系的動力相互作用問題，通過理論分析、試驗研究與數值模擬相結合的研究方法，建立考慮場地土體幾何非線性、材料非線性和土體與結構接觸非線性等多種複雜非線性效應的飽和兩相介質-結構體系動力相互作用問題的計算分析方法，重點解決飽和土體大變形動力本構模型、基於動力鬆弛技術的飽和兩相介質-結構體系靜動荷載耦合作用分析、飽和兩相介質無限域能量輻射效應以及飽和兩相介質-結構體系非線性動力相互作用高效數值計算方法等方面的問題。基於該方法集成研發飽和兩相介質非線性近場波動問題計算分析軟體，進行考慮多種複雜非線性效應的飽和兩相介質-結構體系非線性動力相互作用的計算分析，以獲得對飽和兩相介質-結構體系動力相互作用特性較為全面和準確的認識。本項研究對於全面認識飽和兩相介質-結構體系的動力反應特性具有較為重要的意義，對豐富和發展飽和兩相介質非線性近場波動問題的求解方法具有較為重要的學術價值。
結題摘要
本項目針對飽和兩相介質與結構的動力相互作用問題開展了較為系統的理論研究與數值計算工作。主要的研究內容和研究成果如下： 1. 飽和兩相介質非線性近場波動問題力學分析模型與高效數值計算方法，包括如下三個方面的內容： （1）橫觀各向同性飽和兩相介質近場波動問題力學模型與時域顯式有限元方法。推導得到了橫觀各向同性飽和兩相介質的彈性波動方程組，建立了橫觀各向同性飽和兩相介質彈性近場波動問題的時域顯式有限元方法，套用該方法進行了橫觀各向同性飽和兩相介質彈性波動問題的計算研究；建立了基於SMP破壞準則的橫觀各向同性飽和兩相介質彈塑性動力本構模型，基於該模型並採用時域顯式有限元方法，進行了橫觀各向同性飽和兩相介質彈塑性波動問題的計算研究。 （2）基於傳遞矩陣的兩相介質波動問題時域顯式有限元方法穩定性研究。基於動力反應遞推計算格式的傳遞矩陣的性質，進行了飽和兩相介質波動問題時域顯式有限元方法穩定性問題的研究。定義了表征方法穩定性的指標—傳遞因子，研究了時間步長、空間步距（格線劃分尺寸）和滲透係數取值對方法穩定性的影響規律。對具有不同遞推計算格式的兩種時域顯式有限元方法的穩定性性質進行了對比研究。 （3）基於精細時程積分技術的飽和兩相介質近場波動問題時域計算方法研究。針對u-p形式的飽和兩相介質波動方程，建立了基於精細時程積分技術的飽和兩相介質近場波動問題的時域求解方法，並對不同的數值積分算法、不同的高斯積分點數目以及不同的流體壓力時域計算方法對該方法整體計算精度的影響進行了研究。 2. 基於流固耦合兩相介質動力模型的飽和土體-地下結構體系近場波動問題研究，包括如下兩個方面的內容： （1）流固耦合兩相介質動力模型的實現。基於ABAQUS軟體平台中的用戶單元子程式(UEL)，開發了二維和三維流固耦合兩相介質動力模型孔壓單元，完成了流固耦合兩相介質動力模型在ABAQUS中的實現。 （2）基於流固耦合兩相介質動力模型的飽和土體-地下結構體系地震反應研究。套用流固耦合兩相介質動力模型孔壓單元模擬場地飽和土體，進行了飽和土體場地中地下結構地震反應的研究。 3. 地下結構抗震實用計算分析方法，建立了地下結構地震反應計算的改進的反應位移法。
