动力基础系统的双曲线滞回模型及Fourier级数解.pdfVIP

第 24 卷 增 1 岩石力学与工程学报 Vol.24 Supp.1 2005 年 8 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Aug .，2005 动力基础系统的双曲线滞回模型及Fourier 级数解 鲍文博，常明飞，孙晓燕，遇 瑞 (沈阳工业大学 建筑工程学院，辽宁 沈阳 110023) 摘要：承受循环荷载作用的动力基础，由于土–结构的相互作用，其反力–位移关系呈现 2 个显著特点，即非线 性和滞回性。采用定参集总参数体系，以三次幂多项式模型反映动力地基的非线性特性，将非线性幂函数作为循 环荷载作用下系统位移–力关系的主干骨线；在此基础上，按照 Masing 二倍法则，将骨线拓展为位移–力的滞回 曲线，以此反映系统的滞回特性，从而建立了三次幂非线性粘性阻尼双曲线滞回动力基础系统的动力学模型。由 于本构函数的复杂性，直接利用一般解法比较困难。采用 Fourier 级数展开法得到了系统的解析解，给出了动力基 础的时间历程响应曲线和幅频特性曲线，并与基础模型的实验数据进行了比较。分析结果表明，利用 Fourier 级数 展开法求解滞回动力学非线性模型，精度高、收敛快，且与实验结果吻合较好。 关键词：岩土力学；动力基础；双曲线滞回模型；Fourier 级数展开法 中图分类号：TU 435 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2005)增 1 –5178 –05 HYPERBOLIC HYSTERESIS LOOP MODEL AND FOURIER SOLUTION OF DYNAMIC FOUNDATIONS BAO Wen-bo ，CHANG Ming-fei，SUN Xiao-yan，YU Rui (School of Architecture and Civil Engineering ，Shenyang University of Technology ，Shenyang 110023，China) Abstract ：The resistance-displacement relationship of dynamic foundation systems subjected to cyclic loading exhibits two significant characteristics—nonlinearity and hysteresis，due to soil-structure interaction effects. In this study，foundation-basement is abstracted as fixed parameter lumped parameter system for simplicity. A nonlinear dynamic model possessing viscous damping is set up with the third power polynomial function，which is used to represent the nonlinear behavior of force-displacement interacting between soil and foundation. And a new hyperbolic hysteresis loop model of dynamic foundations is presented exteriorly adopting Masing rules extend the exponential backbone curve into the loop which simulates nonlinear and hysteresis characteristics o