三维土-结构交互的界面元-有限元混合模型在地震反应分析中的应用

本文主要探讨了"有限元-界面元混合模型及其应用"，发表在2006年湖南科技大学学报（自然科学版）第21卷第4期。作者尹华伟、易伟建和刘艳针对三维土-结构系统提出了一个简化过渡界面单元的单元刚度矩阵，这是一种创新的方法，旨在解决传统有限元法在处理地基和基础之间介质间断面时遇到的问题，如Goodman单元的法向和切向刚度难以确定。 混合模型结合了有限元法（FE）和界面元法（IE），通过这种方式，可以更准确地模拟三维土-结构系统的相互作用。这种方法利用界面元来处理不连续介质，如土与结构之间的边界，而有限元则处理连续部分。通过一致边界条件，模型能够有效地模拟波向无穷远的地基传播效应，这在地震反应分析中尤为重要。 作者开发了一个专门的程序，用于三维土-结构非线性地震反应分析。这个程序的应用实例是针对一框架结构的地震反应分析，考虑了土-结构相互作用的影响。研究发现，非线性因素和这种相互作用显著影响了结构的地震响应，这是地震工程中的关键考虑因素。 论文总结了在进行此类分析时，如何通过有限元-界面元混合模型有效地处理各种复杂的非线性效应和不连续性，以及如何优化计算效率。尽管界面元法有其优点，如适应性强、精度高和兼容性好，但它在计算效率和数据准备方面可能不如有限元法简便。然而，通过引入适当的过度搜索界面元，可以改善这些问题。 这篇文章是一项重要的贡献，它不仅提供了一种新的数值分析工具，还为理解和预测结构在地震中的行为提供了深入的理解，特别是在处理复杂土-结构系统时。这篇论文的研究成果和技术对于地震工程领域有着实际的应用价值。