深海地基場(chǎng)地地震反應(yīng)分析的一維化時(shí)域算法.pdf

1、目前我國(guó)大型跨海工程發(fā)展迅速，但其抗震研究尚不充分，其中重要的原因是對(duì)于海底這一特殊場(chǎng)地的地震動(dòng)認(rèn)識(shí)不足。本文根據(jù)深海地基場(chǎng)地特點(diǎn)，基于流體飽和多孔介質(zhì)和理想流體介質(zhì)的波動(dòng)理論，提出了一種應(yīng)用于基巖-成層飽和土層-水地基場(chǎng)地系統(tǒng)地震反應(yīng)分析的一維化時(shí)域有限元算法，并結(jié)合精確人工邊界條件，編制計(jì)算機(jī)程序求解分析了水深變化對(duì)深海地基場(chǎng)地震動(dòng)的影響。本文的主要工作如下:
　　1.提出了一種深海地基場(chǎng)地地震反應(yīng)分析的一維化時(shí)域有限元算法。

2、該方法以飽和多孔介質(zhì)和理想流體介質(zhì)的波動(dòng)理論為基礎(chǔ)，根據(jù)Snell定理，推導(dǎo)得到應(yīng)用于飽和土層和流體層內(nèi)的一維化動(dòng)力有限元表達(dá)式，結(jié)合層間邊界條件和已有的精確動(dòng)力人工邊界條件，建立基巖-成層飽和土層-水地基場(chǎng)地系統(tǒng)的整體分析方程，通過(guò)中心差分法和Newmark法相結(jié)合的時(shí)步積分法進(jìn)行方程求解，并編制相應(yīng)的Fortran程序。該算法既可用于深海地基場(chǎng)地震動(dòng)研究，又可為跨海工程地震反應(yīng)分析提供地震動(dòng)輸入。
　　2.結(jié)合經(jīng)典的波動(dòng)理論，

3、推導(dǎo)了平面波入射下基巖-成層飽和土層-水地基場(chǎng)地地震反應(yīng)分析的頻域解析解，通過(guò)傅里葉逆變換得到時(shí)域解。將上述建立的一維化時(shí)域有限元解與解析解進(jìn)行對(duì)比，證明了該時(shí)域有限元方法的有效性。
　　3.應(yīng)用本文提出的深海地基場(chǎng)地地震反應(yīng)分析的一維化時(shí)域有限元算法，分析了P波60°入射時(shí)某一深海地基場(chǎng)地隨水深變化對(duì)深海地基場(chǎng)地地震動(dòng)的影響。得到的主要結(jié)論如下:
　　a)豎向位移峰值隨水深的增大先增加后減小，水平向位移峰值隨水深的增大先減