三维层状黏弹性半空间中球面SH、P和SV波源自由场
[Abstract]:The free wave fields of spherical SH,P and SV waves in layered viscoelastic half-space are solved by using stiffness matrix method and Hankel integral transformation. Firstly, the exact dynamic stiffness matrices of anti-axisymmetric (cylindrical SH wave) and axisymmetric (cylindrical P-SV wave) in layered viscoelastic half-space are established in cylindrical coordinate system. Then the spherical wave in the space domain is expanded into the superposition of the cylindrical wave in the wavenumber domain by Hankel transform, and then the upper and lower end surfaces of the layer in which the spherical wave source is located are fixed, and the dynamic response and the reaction force of the fixed end surface in the fixed layer are obtained. The fixed end reaction force is applied to the layered viscoelastic half-space, and the dynamic response of the fixed end reaction force is obtained by using the direct stiffness method, and the dynamic response of the spherical wave source in the wavenumber domain is obtained by superposing the dynamic response of the fixed layer and the fixed end reaction force. Finally, the free field of spherical wave source in frequency-space domain is obtained by Hankel integral inversion, and the time domain result is obtained by inverse Fourier transform. The correctness of the method is verified and numerical analysis of spherical SH,P and SV waves in homogeneous half-space and single soil layer is carried out in frequency domain and time domain respectively. The results show that there are essential differences between the free field of spherical wave and the homogeneous half-space in the single soil layer on the bedrock. The peak frequency of the displacement spectrum of spherical wave in the single soil layer corresponds to the natural frequency of the site. The existence of the bedrock surface makes the displacement time history of the surface point of the single soil layer on the bedrock very complex and the vibration duration obviously increasing. The increase of damping decreases the peak value of dynamic response and the number of waves reciprocating in the soil.
【作者单位】: 天津大学土木系;滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(51578373;51578372) 天津市应用基础及前沿技术研究计划(12JCQNJC04700)资助
【分类号】:P315.3
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,本文编号:2327188
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