X形和三角形钢板阻尼器的阻尼力模型（Ⅱ）——基于R-0本构关系

利用软钢的Ramberg-Osgood本构关系(R-O模型)，依据经典力学原理推导建立了X形和三角形钢板阻尼器的阻尼力滞回模型。首先，给出了循环加载下软钢材料的应力-应变R-O本构关系；其次，推导建立了基于R-O本构关系的钢板阻尼器的阻尼力模型；最后，将该阻尼力模型及其参数与试验结果和双线性强化模型进行了比较，验证了R-O理论模型的有效性，并分析了误差存在的原因。     

X形和三角形钢板阻尼器的阻尼力模型(Ⅰ)--基于双线性本构关系

利用软钢的双线性本构关系，依据经典力学原理推导建立了X形和三角形钢板阻尼器的阻尼力滞回模型。首先，导出了单调加载下钢板阻尼器的力与位移关系及其渐近曲线；其次，对于软钢材料本构关系分别考虑在理想弹塑性和双线性强化模型基础上，推导建立了钢板阻尼器的阻尼力模型；最后，将钢板阻尼器的阻尼力模型及其参数与试验结果进行了比较，验证了理论模型的有效性，并分析了误差存在的原因。     

X形和三角形SMA板式阻尼器的阻尼力模型

本文利用形状记忆合金（Shape Memory Alloy，简称SMA）分段线性化本构关系，推导了X形和三角形SMA板式阻尼器的阻尼力滞回模型。首先，给出了SMA分段线性化本构关系。然后，根据经典力学理论推导建立了SMA板式阻尼器的阻尼力模型。最后，通过一个算例给出了SMA板式阻尼器的阻尼力滞回曲线，结果表明，其滞回曲线在T＞Af时为“小旗帜”形状；而且，在弹性加载、马氏体相变阶段和卸载至逆相变开始前的规律与钢板阻尼器的线性强化模型相同；逆相变开始后，横截面上应力分布发生间断，阻尼力曲线接近直线。     

极低屈服点软钢阻尼器恢复力模型的研究

本文通过试验和理论分析探讨极低屈服点软钢阻尼器的恢复力特性。随着塑性变形的发展将恢复力模型中的骨架曲线进行平移,其卸载曲线用Ramberg—Osgood函数来描述,由此得到的恢复力模型定义为骨架平移模型,将其应用于描述极低屈服点软钢阻尼器的恢复力特性、为了验证该馍型的有效性并确定合理的参数,对安装极低屈服点软钢阻尼器的3层钢框架结构进行了拟动力试验．同时用该骨架平移模型模拟极低屈服点软钢阻尼器的恢复力特性进行了大量的弹塑性地震反应分析,通过取用不同平移系数时的数值计算结果与拟动力试验结果的比较,发现平移系数为0．6左右时,该模型具有较高的精度。     

内藏X形软钢板铅复合耗能器的力学性能及减震分析

在内藏X形软钢板铅复合耗能器和软钢耗能器低周反复荷载试验研究基础上,进行了理论分析,理论计算滞回曲线与实测滞回曲线吻合较好。建议了恢复力模型。将内藏X形软钢板铅复合耗能器应用到了悬挂减震结构中,进行了地震反应时程计算分析,计算结果表明,装有内藏X形软钢板铅复合耗能器的结构具有良好的减震性能。     

基于损伤扰动的土体本构关系研究

邓肯E-B模型无法描述软化土体的应力应变关系以及土体的剪胀效应；采用抛物线型体应变曲线的南水模型破坏时的剪胀率趋于定值，与实际土体不符。但南水模型适合描述应力应变峰值点前或最大剪胀率前土体的本构关系，邓肯模型适合描述的应变范围更小。因此，若要进行土工结构渐进破坏的分析计算，则需要建立一个适合于描述直至破坏的更大应变范围的土体本构关系。采用损伤扰动概念，将变形过程中的土体视为“相对完整”的未损伤土体和“完全调整”扰动土体的混合体，其应力应变关系可根据损伤扰动程度，由各自的应力应变关系组合确定。并根据试验提出了确定损伤扰动函数的计算公式。对体应变曲线，则采用抛物线加双曲线的形式加以描述。     

基于双曲正切函数的土动力非线性本构模型

基于双曲正切函数,构造了一种新的土动力非线性本构模型。该模型从双曲正切函数出发,通过平移和缩放构造了土动力应力应变关系的骨架曲线和卸载、反向加载的滞回曲线。相对于其他模型而言,这种新的数学模型参数较少,物理概念明确,形式简单,更利于编程实现,加卸载应力应变关系曲线只需要记忆加卸载转折点处的应力和应变值。将该数学模型应用于场地地震反应分析中,并与常用的等效线性化方法的地震反应结果进行比较,结果初步证明了该本构模型的可行性。     

基于OpenSees的砂土本构模型对比研究

饱和砂土液化是由地震引起的一种最常见的工程地质现象,也是造成重大地震灾害的主要原因之一。由于成因的复杂性和所造成灾害的严重性,饱和砂土液化一直是土动力学和岩土地震工程研究领域的重要课题。针对饱和砂土液化问题,基于开源地震工程数值计算平台OpenSees,对材料库中的4种砂土本构模型进行数值计算。采用二维u-p单元模拟土颗粒位移和孔隙水压力,分析和对比4种模型在循环动力荷载作用下的加速度、超孔隙水压力、位移、剪应力-剪应变和平均有效应力路径方面的响应结果。研究结果表明:(1)砂土对输入加速度表现出一定的放大效应,对于不同的模型,该放大效应存在一些差异;(2) Stress Density模型在循环动力荷载作用下易产生永久变形;(3)在循环动力荷载作用下,PDMY模型和CycLiqCPSP模型的强度逐渐降低,直到完全消失;(4) Stress Density模型和Manzari Dafalias模型在循环动力荷载下表现出明显的剪胀效应。研究成果对砂土液化的数值模拟问题具有重要的理论价值,可为饱和砂土的液化模拟和砂土本构模型的选取提供参考。     

基于Finn本构模型的饱和砂土地震液化分析

天然地震作用下的饱和砂土液化问题是岩土地震工程研究的重要课题之一。目前,国内推荐使用的规范法是基于实际地震液化调查而建立的判别方法,方法本身缺乏理论基础。采用Finn液化本构关系建立了砂土液化数值分析模型,运用有限差分法的动力时程分析模块,分析了饱和砂土地基的地震液化问题。结果表明,将Finn本构模型应用于砂土液化分析,可以较好地给出地震作用过程中孔隙水压力和有效应力变化的规律。     

基于分数阶时间导数常Q黏弹本构关系的含黏滞流体双相VTI介质中波场数值模拟

分数阶微分算子具有描述历史依赖性和全域相关性的特质,本文利用这种特质描述双相介质固体骨架的黏弹性特征.基于Kjartansson常Q理论将含有分数阶时间导数的黏弹固体骨架各向异性本构关系与双相介质理论有机地结合起来,并引入流变学本构关系描述孔隙流体的黏滞性力学行为,提出一种新的基于分数阶时间导数常Q黏弹本构关系的含黏滞流体双相VTI模型.推导了相应的时间域波传播方程,然后对该方程进行了数值模拟.对整数阶导数采用高阶交错网格有限差分算法,对分数阶时间导数采用短时记忆中心差分算法,进行了不同相界、不同品质因子组及双层地质结构情况下该类介质中波场的数值模拟与特征分析.模拟结果表明：将含有分数阶时间导数的常Q黏弹固体骨架各向异性本构关系及孔隙流体的黏滞性本构关系引入双相介质理论是可行的,二者的结合能更好地反映地下介质的黏弹性特征,对于进一步认识波在黏弹各向异性孔隙介质中的传播机理具有重要意义,为反演和重构地下油气储层和结构奠定正演理论基础.