三維夾雜與凹陷地形對(duì)地震動(dòng)的影響.pdf

1、地震是人類經(jīng)常遭受到的自然災(zāi)害，強(qiáng)烈的地震總是給人們的生命財(cái)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(diǎn)，對(duì)地面運(yùn)動(dòng)具有重要的影響，但在以往的研究中很少有對(duì)三維夾雜和凹陷地形等復(fù)雜場(chǎng)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(duì)地面運(yùn)動(dòng)的影響。通過(guò)譜比法分析了夾雜和凹陷地形對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的放大作用以及對(duì)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(jìn)行了比較。任一點(diǎn)到夾雜或凹陷地形中心的水平距離為R，特征長(zhǎng)度為l，夾雜埋深或凹陷深度與特征長(zhǎng)度之比記為深寬比N。得到如下主要成果:
　　1.軟弱夾雜對(duì)R＜0.85l區(qū)域的地面運(yùn)動(dòng)放大作用明顯，地面運(yùn)動(dòng)最大點(diǎn)位于夾雜中心在地表的投影處;當(dāng)深寬比較小時(shí)(N≤1/2)，夾雜會(huì)對(duì)地面運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生較大的放大作用，當(dāng)深寬比N≥1時(shí)夾雜對(duì)地面運(yùn)動(dòng)無(wú)明顯的放大作用，深寬比N=1/16時(shí)對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的最大放大倍數(shù)是無(wú)夾雜自由

3、場(chǎng)的4.2倍。
　　2.二維模型下夾雜對(duì)地面運(yùn)動(dòng)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(shí)，淺埋三維空腔對(duì)地面運(yùn)動(dòng)以及地震動(dòng)特性影響最大，三維軟弱夾雜次之，三維硬質(zhì)夾雜對(duì)地震波主要表現(xiàn)為一種強(qiáng)烈的屏障作用。
　　3.三維凹陷地形對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的影響要小于夾雜對(duì)地面運(yùn)動(dòng)影響;三維凹陷地形對(duì)垂直波震動(dòng)方向上點(diǎn)的地面運(yùn)動(dòng)和地震動(dòng)特性的影響要比平行波震動(dòng)方向上點(diǎn)的明顯，同一深寬比下，垂直波震動(dòng)方向上凹陷地形邊界上的點(diǎn)