基于TI介质模型的凸起地形对平面SH波的放大作用

发布时间：2018-05-21 20:07

  本文选题：凸起地形 + 横观各向同性　； 参考：《工程力学》2017年08期

【摘要】：在模拟地震波在介质中传播过程的研究中,正演模拟是一个重要的方面。该文采用间接边界元法(IBEM)对横观各向同性(TI)不同参数介质的凸起场地中入射SH波的散射问题进行了正演模拟,研究了TI凸起场地对SH波的放大效应。放大效应是通过地表位移与基岩露头位移幅值的比值来体现的。该间接边界元法结合了层状TI半空间精确动力刚度矩阵和均布斜线荷载动力格林函数,具有较高的精度。该文分别给出了TI介质凸起中SH波散射问题在频域和时域内的解答。频域内研究分析表明,土体TI介质参数的变化会对场地位移幅值的放大谱和空间分布产生显著的影响,即改变了凸起部分和土层的动力特性,使得两者动力相互作用发生改变。时域内研究表明,SH波在凸起周围的传播同时依赖于TI介质参数的具体取值和传播方向。时域位移幅值云图清晰地展示入射波、透射波、反射波和散射波的传播过程,凸起角点产生的散射波在TI介质中传播呈现"半椭圆"型,而在各向同性介质中呈现"半圆"型。
[Abstract]:Forward modeling is an important aspect in simulating the propagation of seismic waves in medium. In this paper, indirect boundary element method (IBEMM) is used to simulate the scattering of incident SH waves in a convex medium with transversely isotropic medium with different parameters. The amplification effect of SH waves in the field of TI uplift is studied. The amplification effect is reflected by the ratio of the surface displacement to the displacement amplitude of the outcrop of the bedrock. The indirect boundary element method combines the exact dynamic stiffness matrix of layered TI half-space and the dynamic Green's function of uniformly distributed oblique loads. In this paper, the solution of SH wave scattering problem in time domain and frequency domain is given respectively. The analysis in frequency domain shows that the variation of soil TI medium parameters has a significant effect on the magnification spectrum and spatial distribution of the site displacement amplitude, that is, the dynamic characteristics of the bulge and the soil layer are changed, and the dynamic interaction between the two is changed. It is shown that the propagation of SH-wave around the bulge depends on the specific values and propagation direction of the parameters of TI medium. The time domain displacement amplitude cloud image clearly shows the propagation process of incident wave, transmission wave, reflection wave and scattering wave. The scattering wave produced by the raised corner point propagates in TI medium with "semi-ellipse" type, and in isotropic medium with "semi-circular" type.
【作者单位】： 天津大学土木工程系;滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室;中国人民武装警察部队后勤学院建筑工程系;
【基金】：国家自然科学基金项目(51578373,51578372)
【分类号】：TU43

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本文编号：1920595