二维时域显式有限元模型：探讨淤砂层对高坝地震响应的影响

本文档探讨了"重力坝库水淤砂地基系统动力分析的时域显式有限元模型"，发表在2003年的《清华大学学报(自然科学版)》上。研究的主要目的是深入理解淤砂层如何影响高坝在地震中的动态反应。作者王进廷、杜修力和张楚汉合作，针对这一关键问题，构建了一个二维时域显式有限元模型。该模型的关键创新在于它将淤砂层视为液固两相介质，并强调了坝体、库水、淤砂层以及地基之间的动态交互作用。 在模型中，他们选择位移向量作为所有不同类型的介质（如坝体、库水、淤砂和地基）的未知量，采用了时域显式逐步积分方法进行求解。这种方法的优势在于避免了解耦合的联立方程求解，从而显著节省了计算时间和内存资源，使得模型在进行坝体的线性和非线性动力反应分析时更为便捷。 作者们利用这个模型，详细研究了淤砂层的饱和度和厚度对其对坝顶加速度反应的影响。他们的研究表明，淤砂层对坝体的地震响应具有显著影响，这在实际工程设计和安全评估中是至关重要的考虑因素。因此，这项工作不仅提供了理论基础，也为工程技术人员提供了实用的工具，以优化高坝设计和提高其抗震性能。 关键词包括：结构动力学、高坝、动力分析、显式有限元。整个研究遵循了TV312（土木工程动力学）和TU311.3（结构工程）的分类标准，被赋予了文献标识码A，文章编号为1000-0054(2003)08-1112-04。通过这篇文章，研究人员为理解和控制高坝在复杂地质条件下可能遭遇的地震风险迈出了重要的一步。