概述：以Koyna混凝土壩為對(duì)象進(jìn)行地震響應(yīng)計(jì)算。將自編的八節(jié)點(diǎn)UEL和二十節(jié)點(diǎn)UEL應(yīng)用到計(jì)算中。分別進(jìn)行了混凝土壩模態(tài)計(jì)算和地震時(shí)程計(jì)算。

其中，在模態(tài)計(jì)算中共設(shè)置四種計(jì)算工況，分別為：ABAQUS-C3D8、UEL-C3D8、ABAQUS-C3D20、UEL-C3D20。

在地震時(shí)程計(jì)算中設(shè)置兩種計(jì)算工況，分別為：ABAQUS-C3D8、UEL-C3D8。

計(jì)算結(jié)果表明，自編UEL與ABAQUS自帶單元結(jié)果一致。

（）模型信息

Koyna混凝土重力壩位于印度孟買(mǎi)東南200 km處，1967年12月11日，Koyna混凝土重力壩遭受里氏6.5級(jí)的地震（Koyna地震），該地震給大壩和水電站等水工建筑帶來(lái)了巨大的損壞，給下游數(shù)十萬(wàn)居民的人身生命財(cái)產(chǎn)安全造成了巨大損失，該大壩地震案例事后成為諸多學(xué)者進(jìn)行地震作用下壩基動(dòng)力相互作用、混凝土材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能等領(lǐng)域研究的對(duì)象。

Koyna混凝土重力壩的橫斷面尺寸如下圖：

該壩壩高113 m，壩頂寬度14.8 m，壩底寬度70 m，正常蓄水位91.75 m，壩基尺寸分別取向上游、下游延伸兩倍壩高，向地基方向同樣延伸兩倍壩高，向橫河向延伸20 m，最終的三維幾何模型示意圖如下圖：

采用六面體單元離散，有限元計(jì)算模型如下圖：

該模型的壩體和壩基共計(jì)用17950個(gè)六面體單元，其中壩體5000個(gè)，壩基12950個(gè)，壩基的網(wǎng)格采用疏密漸進(jìn)過(guò)渡的方式避免計(jì)算結(jié)果在網(wǎng)格突變處不連續(xù)。

模型的材料屬性如下：

注：這里地基的密度為零是因?yàn)闆](méi)有考慮土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用。

（）模態(tài)分析

四種工況的前100階模態(tài)具體數(shù)值為：

數(shù)值對(duì)比為：

相對(duì)誤差為：（注：這里的標(biāo)簽應(yīng)為：ABAQUS-C3D8——UEL-C3D8    ABAQUS-C3D20——UEL-C3D20）

自編UEL與ABAQUS自帶單元比較，相對(duì)誤差保持在0.1%以下。

若干振型圖如下：

第1階振型如下圖：

第2階振型如下圖：

第3階振型如下圖：

第10階振型如下圖：

第50階振型如下圖：

第100階振型如下圖：

（）地震時(shí)程分析

壩頂壩鍾順河向相對(duì)位移如下圖：

壩頂壩鍾豎直向相對(duì)位移如下圖：

壩頂壩鍾橫河向相對(duì)位移如下圖：

壩頂壩鍾順河向相對(duì)速度如下圖：

壩頂壩鍾豎直向相對(duì)速度如下圖：

壩頂壩鍾橫河向相對(duì)速度如下圖：

順河向速度變化云圖：

加速度變化云圖：

（）附件

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KOYNA
  HISTORY
    ABAQUS-C3D8
      JOB-1.INP
      KOYNA_HACCEL.INP
      KOYNA_VACCEL.INP
      RUN.BAT
    UEL-C3D8
      BBAR.OBJ
      JOB-1.INP
      KOYNA_HACCEL.INP
      KOYNA_VACCEL.INP
      RUNBBAR.BAT
    DATA.OPJU
  MODEL
    ABAQUS-C3C8
      JOB-1.INP
      RUN.BAT
    ABAQUS-C3C20
      JOB-1.INP
      RUN.BAT
    UEL-C3C8
      BBAR.OBJ
      JOB-1.INP
      RUNBBAR.BAT
    UEL-C3C20
      A.OBJ
      JOB-1.INP
      RUNBBAR.BAT
    DATA
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