土体动力“广义阻尼比退化系数”本构模型.pdf

第26卷第2期 计 算 力 学 学 报 Vo1．26，No．2 2009年 4月 ChineseJournalofComputationalMechanics April2009 文章编号：1007—4708(2009)02—0245—07 土体动力 “广义阻尼比退化系数”本构模型 陈学良 ， 金 星。”， 陶夏新 ， 李宏宇 (1．中国地震局 地球物理研究所 ．北京 100081；2，中国地震局 工程力学研究所 ，哈尔滨 150080； 3．福建省地震局，福州 350003；4．南京工业大学，南京 210009；5．哈尔滨工业大学，哈尔滨 150008) 摘 要：针对土动力试验中土体反向卸载(或加载)曲线形状有时表现为先变化平缓后变化剧烈这一特征。基于 原来的“阻尼比退化系数”本构模型和土体实验结果G／G 一y和A-7曲线，给出了不规则荷载作用下曲线形状可 调 的 “广义阻尼比退化系数”本构模型，并阐述 了第二种 “阻尼 比退化系数”模型、“广义阻尼 比退化系数”模型的 函数表达式及实现过程。通过对试验阻尼比的模拟表明，所建立的加卸载准则尤其能准确拟合试验阻尼值，是对 广义Masing准则的一种简化及实用化。由于调制因子A 的可变性，它较原模型有更强地模拟试验本构曲线形状 的能力。针对台湾 LotungDHB钻井 台阵试验场地 ，“阻尼 比退化系数”模型和 “广义阻尼 比退化系数”模型分别进 行了非线性地震反应分析，并将结果与强震观测记录进行比较，结果表明：“广义阻尼比退化系数”模型计算的复 合加速度地震动的峰值大小、波形大小相对关系及后续波形，与实际地震记录较相一致，说明了模型的合理性以 及实际工程应用的可行性。 关键词：“广义阻尼 比退化系数”；本构模型；试验阻尼 ；工程应用 中图分类号 ：TU443 文献标识码 ：A 该研究的基本要求。 1 引 言 土动力本构关系研究中，初始应力 一应变关系 土体动力非线性本构关系的合理与否，对于重 曲线遵循 “骨架曲线”的认识 已基本得到 国内外研 要工程场地的非线性地震反应、土工建筑及地基的 究者的公认，而 Hardin—Drnevich(H—D)双 曲线型 动力响应机理研究是至关重要的。迄今为止 ，建立 骨架曲线 ]以其形式简单、参数少且物理含义明 合理的土体动力本构关系，切实可行的方案仍是， 确、易于试验拟合、极限应力不超过土体极限强度 基于土动力学试验成果和一定量的不规则荷载试 值等优点得到更多认可。但卸载反 向加载中的曲线 验结果[1]，将等幅循环荷载作用下的土性规律加 以 走 向及土体滞回阻尼效应的实时表达仍是现今深 扩展 ，外延到不规则荷载情形，再 由工程实践加 以 入研究的热点问题 。广义 Masing准则可以考虑 ．：卜)， 检验后 ，对不足之处进一步修正和完善 。目前 ，土动 试验曲线 ，但是其 “上大圈”规则有时与实验结果不 力学实验得到的土体非线性特征参数的主要成果 ： 符且程序实现较困难 。王志 良等通过引入 “阻尼比退 与剪应变有关 的剪切模量 比变化 曲线 G／Gm 一，