黄义铭 赵密 王丕光

摘要： 以水中圆柱体为模型，考虑水?结构?土的相互作用，研究柱体结构在地震和波浪共同作用下的动力响应。采用有限元法将柔性柱体结构离散为欧拉?伯努利梁单元，水?结构相互作用通过附加质量代替，土?结构相互作用通过线性弹簧代替。基于结构自振频率分析，讨论土?结构和水?结构相互作用对结构自振频率的影响。研究土?结构相互作用、地震动水力和波浪力对柱体结构动力响应的影响。

关键词： 地震响应; 水?结构?土相互作用; 圆形柱体; 附加质量; 波浪力

引  言

随着中国经济与技术的飞速发展，建造了越来越多的海上结构物，如跨海桥梁、海上风机、人工岛等，这些结构物大多数处于深水中[1?3]。其中，海洋波浪荷载是近海结构设计中需要考虑的重要环境荷载。然而，地处地震带的国家，地震荷载对海上结构物的危害占其主导地位，因此，为了保证海上结构物的安全，有必要对海洋结构物在地震和波浪联合作用下的动力响应进行研究。

实际工程中，由于水?结构的相互作用，分析近海结构的地震响应时往往需要特殊的考量。当结构在水体中振动时，会产生附加的动水压力，研究表明该动水压力不仅会改变结构的动力特性，对结构的地震响应也有一定的影响。国内外学者针对地震引起的水?结构动力相互作用问题已经进行了一系列的研究。Liaw和Chopra[4]基于解析方法研究了可压缩水体中弹性圆柱体受到的地……