三维沉积盆地对地震动的放大效应——间接边界元法模拟

发布时间：2018-05-15 04:16

本文选题：盆地边缘效应 + 地震波　；参考：《地震学报》2017年01期

【摘要】：基于一种高精度间接边界元法(IBEM),实现了沉积盆地三维地震响应的频域、时域精细求解,并以半空间中椭球形沉积盆地对平面P波和SV波的散射为例,着重探讨了入射角度、入射波型、入射频率、盆地长宽比和深宽比对沉积盆地地震动放大效应的影响规律.结果表明:盆地形状对地震波的放大效应和空间分布状态具有显著影响,且具体规律受控于入射波频段.1随着盆地深度增大,盆地边缘面波发育更为充分,在较宽频段内均会出现显著的地震动放大效应,且深盆地的放大区域集中于盆地中部.2圆形盆地对地震波的汇聚效应最为显著,而狭长盆地对地震波的汇聚作用相对较弱,高频情况下可在盆地内部形成多个聚焦区域.3不同波型入射下,盆地对地震动放大效应的机制有所差异:P波入射下,竖向位移放大主要是由于盆地边缘面波由四周向中部汇聚所致;SV波入射下,边缘面波汇聚效应相对较弱,而当盆地较深时,底部透射体波和边缘面波易形成同相干涉从而显著放大地震动.按盆地内外介质波速比为1/2,P波和SV波垂直入射下频域最大放大倍数分别为25和15,时域放大倍数约为4.0和3.7(雷克子波).4低频波入射下,位移从盆地中部向边缘逐渐减小,且浅层沉积盆地对地表位移幅值的放大作用不明显.5 P波和SV波的入射角度对盆地地震动放大幅值及空间分布特征也具有显著影响.
[Abstract]:Based on a high precision indirect boundary element method (IBEMN), the 3-D seismic response of sedimentary basin is solved in frequency domain and in time domain. The scattering of plane P wave and SV wave from an ellipsoidal sedimentary basin in half space is taken as an example, and the incident angle is emphatically discussed. The influence of incident wave pattern, incident frequency, ratio of length to width of basin and ratio of depth to width on the amplification effect of ground motion in sedimentary basin. The results show that the shape of the basin has a significant influence on the amplification effect and spatial distribution of seismic waves, and the specific law is controlled by the incident wave frequency band .1, which is more fully developed along with the increase of basin depth. In the wider frequency range, there are significant ground motion amplification effects, and the amplification area of the deep basin is concentrated in the middle of the basin where the effect of seismic wave convergence is the most significant, while the effect of the narrow basin on the seismic wave convergence is relatively weak. In the case of high frequency, many focal regions can be formed in the basin with different wave patterns, and the mechanism of the amplification effect of the basin to the ground motion is different under the incident of the wave of: P. The vertical displacement amplification is mainly due to the convergence of the marginal surface waves from the periphery to the middle of the basin, and the convergence effect of the marginal surface waves is relatively weak when the basin is deep. The bottom transmitted body wave and the edge surface wave easily form the same phase interference and amplify the ground motion. The maximum amplifications in frequency domain and time domain are 25 and 15, respectively, when the velocity ratio of medium inside and outside the basin is 1 / 2 / P wave and SV wave, respectively, and the displacement decreases gradually from the middle part of the basin to the edge of the basin when the time domain amplification multiple is about 4.0 and 3.7. Moreover, the magnification effect of shallow sedimentary basins on the amplitude of surface displacement is not obvious. The incident angle of wave 5.5p and SV wave also has a significant effect on the amplitude and spatial distribution of ground motion in the basin.
【作者单位】：天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室;天津市地震工程研究所;河北工业大学土木与交通学院;河北建研科技有限公司;
【基金】：国家自然科学基金项目(51678390) 天津市应用基础与前沿研究计划重点项目(15JCZDJC39900)共同资助
【分类号】：P315

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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