王 苏，路德春，杜修力

（北京工业大学 城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京 100124）

1 引 言

土是由土颗粒、孔隙水和孔隙气体组成的摩擦类材料，其力学特性不仅取决于土自身材料的组成成份，而且与荷载的作用密切相关，包括两方面，一是初始应力状态，一般为自然状态土的自重应力状态；二是附加荷载的应力路径[1]。相应地，土表现出两种基本力学特性，即压硬性和剪胀性，压硬性指土的抗剪强度和刚度随着约束压力的增大而增大；剪胀性指土在附加剪应力作用下产生体积膨胀或收缩的特性。

地下结构赋存于岩土介质中，其地震响应与地面结构的惯性效应不同，主要受围岩土体的变形控制。土体的变形取决于两部分荷载，一是地震作用的附加荷载；二是土体的自重应力。数值模拟时，土体的自重应力状态与地震荷载的静-动力耦合作用一般通过人工边界条件的设置实现，主要有3种方法：第1种方法为静-动力统一人工边界方法[2]，这种方法是在黏弹性动力人工边界的基础上，通过改变人工边界条件的刚度系数来实现静-动力耦合分析，但对刚度系数的改变尚缺乏明确的物理解释。第2种方法为动力松弛法[3]，该方法认为，土体的自重应力状态，是土体在阶跃荷载作用下从原始非受载状态发生振动达到平衡时的稳定状态。动力松弛法将静力问题看作动力问题的一部分，为阶跃载荷作用下动力响应的稳定状态，而不考虑动力过程。……