三維夾雜與凹陷地形對地震動的影響.pdf

1、地震是人類經(jīng)常遭受到的自然災(zāi)害，強烈的地震總是給人們的生命財產(chǎn)造成巨大的損失。局部不規(guī)則地質(zhì)構(gòu)造和局部不規(guī)則地形作為地震工程領(lǐng)域的研究熱點，對地面運動具有重要的影響，但在以往的研究中很少有對三維夾雜和凹陷地形等復(fù)雜場地的研究。本文基于三維有限元數(shù)值模擬，采用有限元與人工透射邊界相結(jié)合的方法，在SH波入射下分別研究了三維單一夾雜和凹陷地形對地面運動的影響。通過譜比法分析了夾雜和凹陷地形對地面運動的放大作用以及對PGA和加速度反應(yīng)譜的影響，

2、并且與二維有限元數(shù)值模擬結(jié)果進行了比較。任一點到夾雜或凹陷地形中心的水平距離為R，特征長度為l，夾雜埋深或凹陷深度與特征長度之比記為深寬比N。得到如下主要成果:
　　1.軟弱夾雜對R＜0.85l區(qū)域的地面運動放大作用明顯，地面運動最大點位于夾雜中心在地表的投影處;當深寬比較小時(N≤1/2)，夾雜會對地面運動產(chǎn)生較大的放大作用，當深寬比N≥1時夾雜對地面運動無明顯的放大作用，深寬比N=1/16時對地面運動的最大放大倍數(shù)是無夾雜自由

3、場的4.2倍。
　　2.二維模型下夾雜對地面運動放大的頻段范圍要比三維的寬，放大倍數(shù)要比三維的小;深寬比相同時，淺埋三維空腔對地面運動以及地震動特性影響最大，三維軟弱夾雜次之，三維硬質(zhì)夾雜對地震波主要表現(xiàn)為一種強烈的屏障作用。
　　3.三維凹陷地形對地面運動的影響要小于夾雜對地面運動影響;三維凹陷地形對垂直波震動方向上點的地面運動和地震動特性的影響要比平行波震動方向上點的明顯，同一深寬比下，垂直波震動方向上凹陷地形邊界上的點