王晓静，赵 密，王丕光，杜修力，程星磊

(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)

随着经济的发展，近海工程结构的发展也越来越受到关注，如海上风电、人工岛、跨海桥梁等[1-3]。地震作用下水-结构的相互作用会在结构的表面产生动水压力作用，该动水压力会影响结构的动力响应和动力特性[4-6]。因此研究水-柱体结构相互作用对近海工程结构的抗震设计具有重要的意义。

地震作用下水-结构的相互作用的研究可以追溯到1933年Westergaard 对竖直坝面上的地震动水压力的求解。地震作用下水-柱体相互作用的研究则始于1965年椭圆截面刚性柱体上动水压力的推导[7]。之后，Chopra 在讨论了水体压缩性和表面波对圆柱结构地震响应的影响[8]。水-柱体结构相互作用的分析方法主要有解析法、数值法、和物理实验法[9]等。解析法是通过首先求解水-柱体结构相互作用的定解问题的动水压力解析式，进而将动水压力公式代入结构的运动方程对结构进行动力响应分析[10-15]。解析法一般只能分析几何形状简单的等截面柱体结构，如圆柱[10-13]和椭圆柱[14-15]。数值法则是基于有限元[16-17]、边界元[18-19]、无限单元[20]等数值方法分析水-柱体结构相互作用问题的方法，数值方法对结构的几何形状没有那么高的要求，可以求解几何形状复杂的结构或者倾斜结构。

轴对称柱体结构是近海工程中常见的结构形式，如圆锥柱体、复合桶形基础等[17,21-22]。数值方法可以用于求解地震作用下水-轴对称柱体的相互作用问题。……