结构地基动力相互作用体系的振动台试验与计算模拟

在任一应力-应变循环中，等效剪切模量定义为式(6-12)、式(6-15)。当初始时刻t=0时，Gmt=G max，γrt=γr，此时即为第1周的等效剪切模量。

为了在土体地震反应计算中实现上述“振动孔隙水压力的发展引起剪切模量和剪切强度衰退”的概念，本书采用“分时段逐步叠代非线性”方法，这是一个近似方法，它将整个地震动作用时间分成若干相等的时段(ti，ti+1)，i=1，2，…，ΔT=ti+1-ti。在时段i中，进行逐步叠代非线性分析，在逐步叠代非线性分析中所采用的土的最大剪切模量和最大阻尼比由式(6-12)、式(6-15)、式(6-18)求出。由于在计算Gmt时应考虑振动孔隙水压力的影响，因此，在每一时段末，尚应计算该时段的振动孔隙水压力增量Δu i和该时段末的累积振动孔隙水压力

时段ΔT的大小对计算结果有影响，合理的ΔT值估计与场地条件和输入地震动的特性有关，需试算确定。一般而言，分割时间段ΔT的大小应保证在每个时段内，对于计算振动孔隙水压力值而言，ΔT是足够的大，大体上有一个以上的完整反应循环。

逐步叠代分时段等效线性有效应力法的具体算法如下：

(1)静力计算，求出每一单元的有效静应力σ′x，σ′y和τxy。

(2)对每一单元，确定初始剪切模量G max和初始阻尼比D max，在第一个时段内，利用前述的动力本构模型进行逐步叠代非线性计算。(www.xing528.com)

(3)用式(6-21)和式(6-22)求该时段的ΔN及累计值N。

(4)对每一个单元，用式(6-24)计算该时段的Δu*及累计值u*。

(5)对每一单元，用式(6-12)～式(6-18)分别计算考虑孔隙水压力影响后的Gmt和D mt，作为下一时段开始计算的初始值。

(6)利用ANSYS程序的重启动(restart)功能，在不退出程序的前提下，将土的动剪切模量和阻尼比修改为步骤(5)算出的值，进行下一时段的求解，这样就保证了每一时段计算结果的衔接性。对每一时段重复步骤(2)～(5)，直至地震动结束为止。