律 清,宫必宁,郑人逢

(1.河海大学土木与交通学院,江苏南京210098;2.河海大学水利水电工程学院,江苏南京210098)

近年来,有关地下结构的抗震分析方法得到很大发展。地下结构与地面结构的振动特性有着很大的不同,地下结构的振动变形受周围地基土的约束作用显著,结构的动力响应一般较少表现出结构自身的影响[1]。

目前地下结构抗震分析方法有反应位移法、等效水平地震加速度法、等效测力法和时程分析法[2-3]。采用反应位移法计算时,将土层动力反应位移的最大值作为强制位移施加于结构上,然后按静力原理计算内力;时程分析法可以尽可能地描述结构在地震作用下的实际情况,但计算工作量较大[4-5]。振型分解反应谱法计算简便,且方法成熟,但反应谱法是针对地上结构的一种计算方法,有必要对如何利用反应谱法对地下结构进行动力分析作些研究[6]。本文以南水北调工程某倒虹吸为背景,分别用修正的振型分解反应谱法和时程分析法计算,比较两种方法的计算结果。

1 工程概况

倒虹吸全长4 395 m,其中包括进口渠道50 m,南段倒虹吸长1 250 m,中段明渠长2 030 m,北段倒虹吸长1 055m,出口渠道长10 m。虹吸渠段起点设计水位86.785 m,终点设计水位85.591 m,总水头1.194 m,设计流量230 m3/s。南水北调中线一期工程为Ⅰ等工程,该倒虹吸属Ⅰ级建筑物。设计标准按百年一遇洪峰流量8 840 m3/s。倒虹吸结构材料为C40混凝土,倒虹吸土层分布为卵石、卵石浮、粘土、壤土、粉沙、中砂 。

2 有限元模型与计算方法

2.1 有限元分析模型

本文基于ADINA建立倒虹吸平面分析模型(见图1),采用四结点平面单元对模型进行离散,地基中根据材料不同对网格进行分组以采用不同的材料参数进行计算分析。……