无限单元在地基动力反应中的应用VIP专享

无 限 单 元 在 地 基 动 力 反 应 中 的 应 用摘要：在地下结构或土体的动力分析中，无限地基的模拟是其中的一个关键问题。本文对无限地基模拟的人工边界方法进行了若干理论探讨，并借助于有限元软件ABAQUS 中对各类人工边界进行了算例模拟，最后将无限单元、粘性边界和修正的粘弹性边界的数值计算结果同理论解进行了比较，结果表明，相对于其它人工边界而言无限单元的效果较好，而且使用简单，是无限地基的动力模拟的有效方法。关键词：人工边界，粘性边界，粘弹性边界，无限单元Analysis and Comparisons of Numerical Simulations for Infinite MediumUsing Artificial BoundaryABSTRACT: The numerical simulation of infinite medium is a very important topic in dynamic analysis of underground structures or soils. This paper investigates the influence of artificial boundary conditions such as viscous boundary, modified viscous-spring boundary, and infinite element on structural analysis using the finite element software package, ABAQUS. The comparison of the numerical results with the closed form solution shows that the infinite element is more effective and more accurate than the other two. So it is recommended to use the infinite element when simulating infinite domains.Keywords: artificial boundary, viscous boundary, modified viscous-spring boundary, infinite element.1. 引言在对土体或地下结构进行有限元分析的过程中，必须对实际上近于无限的计算域用某一人为边界截断，才能在有限的区域内划分有限个单元进行计算。这样就不可避开地给计算结果引入截断误差。特别是对于动力分析问题，应力波传到截断边界时将发生反射，常常会给计算结果带来不能允许的误差。这就使得动力分析过程中边界处理问题尤为重要，也吸引了很多学者进行这方面的讨论。最初和最简单的人工边界是远置人工边界。1968，Alterman[8 ] 首次将无限域用一个很大的有限域来模拟，这种远置人工边界的方法成为现在常用的检验边界精度的一个比较精确的方法。一般认为[10 ] ，当人工边界与计算结构的距离为结构特征尺寸5 ～10倍时，上述远置人工边界可以取得一个较稳定的值。1969...