場地地震反應分析導論

場地地震反應分析導論

图书基本信息
出版时间:2010-4
出版社:中國鐵道出版社
作者:白建方
页数:249
书名:場地地震反應分析導論
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場地地震反應分析導論
前言
我國屬于多地震國家,地震引起的建築物和工程設施的倒塌和破壞導致了大量人員傷亡和經濟損失。在歷次震害調查中,經常會發現烈度異常現象,即某個局部地區的震害比其周圍地區明顯的重或輕的現象。烈度異常是由于局部地區的工程地質條件與周圍地區有顯著的差異引起的。這些工程地質條件包括地形、地貌、覆蓋層的生成年代、厚度、土的軟硬、地下水位的埋深等。通常,覆蓋層是由幾層土層組成。一般把覆蓋層的組成、每層土的厚度、軟硬叫做場地的土層條件。不同的場地土層條件是導致烈度異常的主要原因。大震害及國際研究動態表明,目前對場地在地震作用下的性態遠沒有認識充分,岩土地震工程的研究水平與工程結構的抗震設計要求相比處于落後狀態,對許多基本問題尚缺乏合理的分析方法,其中的很多問題是工程上急需解決的。一方面,作為地震波的傳播介質,場地土的分布和動力特性對強地震動有著很大的影響,很大程度上決定著工程結構的地震動輸入;另一方面,土體作為工程結構的地基,以及土壩、碼頭、岸堤、擋土牆等土工構築物和天然邊坡的材料,其變形和強度對結構的地震破壞影響非常大,在很多情況下甚至起著決定性作用。因此復雜場地的土層地震反應分析對確定上部結構的地震動輸入模式和進行抗震安全性評價均具有重要意義。本書系統地介紹了國內外在場地地震反應分析領域中有代表性的一些計算方法。全書主要內容包括︰第1章緒論部分介紹了場地地震反應分析的意義以及目前國內外在該領域的研究現狀,並給出了進行場地地震反應分析的流程圖。第2章集中介紹了幾類在場地地震反應分析中常遇到的問題以及相應的處理手段,包括人工邊界條件、土的動力本構模型、基岩地震動的選擇以及土的阻尼問題。第3章至第5章屬于場地的確定性研究方法,分別按場地的特點來組織內容。其中第3章介紹的是一維場地模型地震反應分析中常用到的解析法、半解析法和數值方法,數值方法中分別給出了時城內和頻域內的不同解法。第4章介紹了二維場地模型的地震反應分析,分別給出了時域內不同地震波輸入方式下土層反應的求解以及頻域內場地地震、.反應分析的計算原理和步驟。第5章介紹了三維場地地震反應分析的並行有限元方法,分別介紹了計算原理、串行程序的設計和並行程序的實現。第6章集中介紹了場地的隨機地震反應分析中幾類有代表性的解法。最後在第7章對場地地震反應分析中常用的幾種軟件進行了介紹,既包括通用的有限元軟件,也包括專業的土層分析計算程序。本書的特點︰一是針對性強,即僅對場地土層在地震作用下的求解方法進行了介紹;二是注重實用性。對場地進行地震反應分析的方法有很多,本書僅選擇了其中比較成熟,便于應用到實際的一些方法進行了詳細的介紹。在介紹每種方法時不僅給出了計算原理,還盡可能地給出了相應的計算步驟,以利于研究人員在實際中的應用。
内容概要
本書系統地介紹了場地地震反應分析領域內有代表性的計算方法。  全書共分7章︰緒論,場地地震反應分析中幾類典型問題,一維場地模型地震反應分析,二維場地模型地震反應分析,三維場地模型地震反應分析的並行有限元方法,場地隨機地震反應分析,場地地震反應分析中的常用軟件。   本書可供從事土木工程防震減災研究、區域性地震區劃和地震安全性評價工作的工程人員和地震工作者參考。
书籍目录
第1章 绪 论  1.1 场地地震反应分析意义  1.2 场地地震反应分析研究现状  1.3 场地地震反应分析流程  参考文献 第2章 场地地震反应分析中几类典型问题  2.1 人工边界条件  2.2 土的动力本构模型  2.3 基岩地震动  2.4 土体的阻尼模型  2.5 本章小结  参考文献 第3章 一维场地模型地震反应分析  3.1 场地动力特性的测定与估算  3.2 一维场地模型地震反应分析的解析方法  3.3 变参数土层地震反应分析的半解析方法——直接模态摄动法  3.4 水平成层场地地震反应的时域分析法  3.5 水平成层场地地震反应的频域分析法  3.6 本章小结  参考文献 第4章 二维场地模型地震反应分析  4.1 土层地震反应分析的基本方程  4.2 动力方程的求解  4.3 土层时域分析中的阻尼矩阵  4.4 行波输入时有限元网格的划分原则  4.5 场地地震反应的频域分析法  4.6 本章小结  参考文献 第5章 三维场地模型地震反应分析的并行有限元方法  5.1 理论基础  5.2 一致输入下土层地震反应分析的约束子结构法  5.3 行波输入下土层地震反应分析的约束子结构法  5.4 串行有限元程序的面向对象分析与实现  5.5 并行有限元程序的面向对象分析与实现  5.6 程序性能测试与评价  5.7 土层有限元建模的两个问题研究  5.8 实际场地的并行有限元分析  5.9 本章小结  参考文献 第6章 场地随机地震反应分析  6.1 层状土层随机地震反应分析  6.2 基于模态摄动法的层状土层随机地震反应近似解法  6.3 基于虚拟激励法的场地随机地震反应近似解法  6.4 非线性土层复合随机振动的研究  6.5 本章小结  参考文献 第7章 场地地震反应分析中的常用软件  7.1 有限元方法和CAE技术  7.2 MSC系列大型通用有限元软件介绍  7.3 ANSYS程序及其并行计算功能的二次开发  7.4 一维土层地震反应线性化计算程序LSSRLI—1.FOR  7.5 二维土层地震反应有限元计算程序SR2D  7.6 三维土层地震反应分析并行有限元程序ParaSR3D  7.7 本章小结  参考文献 附录A 三维场地面向对象有限元程序主要类的接口 附录B 上海铁路南站站房建筑工程勘察的静力触探分层参数表 附录C 协均方差矩阵的相关结构分解 附录D 一维等效线性化土层地震反应计算程序框图
章节摘录
插图:进行场地地震反应分析的具体目标是:根据场地地震反应特点进行场地地震反应分区;确定不同场地地质条件下设计反应谱;提供不同场地地质条件下地震动时程曲线,主要为加速度时程曲线。如何通过场地地震反应分析,达到上述具体目标,这里有方法手段问题,也有实现的思路问题。通过前面对国内外研究现状的介绍,可以发现,在土层的地震反应分析领域,其研究手段无外乎以下三种:理论分析、试验研究和数值计算。随着计算机技术的发展以及考虑到土层自身的复杂性,数值计算越来越引起人们的重视。首先,对于实际场地这种几何形状和物理特性都很复杂的研究对象来说,用纯理论的方法很难获得解析解;其次,对于复杂场地进行足尺室内试验的可能性不存在,采用缩尺模型后,由于边界条件很难模拟且某些相似条件无法满足,则多少会影响到试验结果的适用范围。而现场试验则往往是针对具体工程进行的,作为对理论或数值计算的验证意义重大,但难以靠现场试验总结出适用于绝大多数场地的定性的规律,同时试验费用也相当高。基于上述考虑,目前在进行该领域的研究中,数值计算成为了主流方法,其中又以有限单元法为使用的最多的方法。利用数值方法进行场地地震反应分析的具体思路是:(1)把场地地震工程地质单元作为一个“结构体”,由场地地质特征和场地动力学特性来表示“结构体”特征,把来自震源、在大尺度范围传播的地震波作为输入,研究“结构体”的地震动效应,以地震反应谱或地震动时程作为场地地震反应输出。(2)场地地震反应涉及到震源、波传播介质和场地地质环境三个方面。为了分析简便,可以分为两步,第一步先确定场地岩石地震动,作为现场输入;第二步根据“结构体”地震反应特征来确定场地地震动输出。(3)以场地地质及其动力性质和震害经验为基础的场地地震工程地质单元是场地最小地震反应分析的单位,因此,在进行场地地震反应分析以前,应先进行场地地震工程地质单元划分。(4)以场地地震工程地质单元的地震反应分析的结果(输出)为基础,结合场地基本地质环境和工程的使用,对地质单元地震反应进行归类与合并,以确定出场地地震反应的最终结果,实现场地地震反应分析具体目标,并作为场地地震反应分区——地震小区划的基础。对于上述思路,可用场地地震反应分析流程图(图1.2)来表示。从图1.2可以看出,场地地震反应研究,主要由下列三部分组成:(1)确定场地基岩地震动,它是场地地震反应分析的输入。这里涉及到输入地震波的选择、输入基岩面的等问题。、(2)场地地震单元及其动力性质研究,它是场地地震反应分析的具体对象——结构体,是建立地震反应分析模型的基础。此处涉及到土体的人工边界、土的动力本构关系、阻尼模型等问题。(3)场地地震反应计算。把输入送到结构体,输出反映场地特征、满足一定目的的地震动,完成整个场地地震反应分析研究,也就是具体的场地地震反应计算的各种方法。对于第(1)、(2)部分涉及的内容本书将在第2章仅引入一些成熟的理论和方法。第(3)部分则是本书介绍的重点。
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《場地地震反應分析導論》是由中國鐵道出版社出版的。
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评论与打分
  •     對于地震基礎知識的掌握有一定的幫助
  •     書內容不錯,送貨也很快!
  •     內容豐富,案例示範性強,不錯。
  •     不錯,辦公室一起買的,準備查閱的
  •     比較專業,比較基礎
  •     沒怎麼看,感覺看不懂
  •     書的內容還行,但是沒有想象中的好,給個一般評價吧,呵呵
  •     對土層地震反應分析的發展給出了介紹,里面有作者自己與其導師的項目經驗。別人的文章+自己的文章的綜合體。
  •     和樂扣的飯盒一起買的,裝了一個箱子,里面都是塑料泡沫,防震的,包裝很細致。