Rayleigh波入射下波纹钢管廊动力响应研究

摘要

为研究浅埋波纹钢管廊在Rayleigh波作用下的动力响应特点，在ANSYS软件中建立土-结相互作用有限元模型进行动力分析。推导近似Rayleigh波场后采用基于黏弹性边界的Rayleigh波输入法，模拟Rayleigh波在土体中的传播过程，并通过一个算例来验证该方法的可靠性。进行一系列非线性时程分析，重点研究综合管廊在不同的输入激励波作用下的加速度、变形和应力等动力响应规律。研究结果表明：管廊结构的动力响应与输入激励波的强度呈明显的正相关；以管廊结构的竖向对称轴为分界线，靠近Rayleigh波入射点一侧的结构加速度以竖向加速度为主，另一侧以水平加速度为主，但是也可能出现竖向加速度较大的情况；在大震作用下，管廊的变形和峰值应力依旧比较小，表现出较好的抗震性能。研究结果可为波纹钢管廊的抗震设计和工程应用提供依据。

关键词

综合管廊 / 钢波纹管 / Rayleigh波 / 土-结相互作用 / 非线性时程分析 / 黏弹性边界