分层圆弧场地地下空间变异性地震动生成理论与程序开发
发布时间：2021-03-26 08:20
我国地形多种多样,其中山地、高原和丘陵约占我国陆地总面积的2/3,大部分地区位于山地-丘陵地带。尤其是我国的西南区域,地形更为复杂多样。大量地震记录表明,局部地形因素对结构的地震响应具有较大影响,特别是需要考虑地震动空间变化效应的长跨结构,如大跨桥梁、地下管道等。众多学者对地形因素对结构的地震动态响应的影响进行了研究,然而目前大多数研究都假定场地为单一介质,但实际工程中的场地往往呈现为非均匀介质的层状特性。相对于单一介质场地,地震波在层状介质的交界面上会发生折射与反射,这就导致了层状介质场地在地震激励下会产生与单一介质场地完全不同的动态响应,尤其在峡谷场地,凹陷地形对地震波具有扩散作用,从而使得近地波场中的散乱散射波成分大大增加。因此,对层状场地在地震激励下的动态响应进行研究具有迫切的理论和现实意义。本文以层状非均匀介质圆弧形峡谷为研究对象对结构地下多点地震动进行了一系列研究,主要研究内容如下:（1）克服了传统“均匀介质”和“分层不穿越峡谷”前提的局限性,推导得到了双层圆弧形峡谷在平面SH波入射下的散射频域解;利用从水平地表到峡谷表面再到地下土层的传递函数,通过两次传递得到峡谷地下目标...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图3-1双层圆弧形峡谷示意图
其中 xnxnxnxnVUxVU(3-43)将式(3-39), (3-40), (3-41)和(3-42)联立组成方程组, 并通过引入边界条件(3-4)～(3-12)来求解各个待定系数，然后在坐标系(r2, θ2)中即可求得整个问题的解，即双层圆弧形峡谷在平面 SH 波入射下的频域解 3.1.2 理论验证本节从理论角度入手来检验上述所得解析解的正确性 如图 3-1 所示，当 1+ 2= /2 时，图 3-1 所示的圆弧形峡谷将会变成如图 3-2 所示的半圆形峡谷，在本节中，我们如果假定介质 与介质 的参数（比如剪切模量 和剪切波速 c）相等，则入射波在介质 与介质 的交界面上将不会发生发射与折射，则非均匀介质半圆形峡谷将会变成均匀介质半圆形峡谷 因此，本节从理论角度入手通过公式退化来检验非均匀介质下半圆形峡谷的解析解能否退化为均匀介质半圆形峡谷的解析解[87]
从式(3-56)可以看出自由波场Lu 和Fu 相一致，这与均匀介质下的情况相对应 我们可以通过相似的方式证明自由波场FRu 和 与均匀介质下的情况相对应 并且，理论验证也说明了非均匀介质圆弧形峡谷在平面 SH 波入射下的频域解与均匀介质圆弧形峡谷情况下的频域解有巨大的差异，这对实际工程具有重要的指导意义 3.1.3 数值验证为了充分说明上述理论的正确性，本节从数值角度给出了一个具体算例来验证所得理论的正确性 图 3-3 给出了所选目标点的示意图，半圆形峡谷半径为 30m 位移振幅（详见文献[87]）可用下式计算： 2122u Re(u ) Im(u)(3-57)式中，Re(u)和 Im(u)分别表示位移 u 的实部和虚部
【参考文献】：
期刊论文
[1]山丘谷地交错场地上多点地震动模拟研究[J]. 田利,马瑞升,李庆伟. 地震工程与工程振动. 2014(03)
[2]自贡西山公园山脊场地地形和土层效应数值模拟[J]. 杨宇,李小军,贺秋梅. 震灾防御技术. 2011(04)
[3]基于相位差谱的空间相关非平稳地震动场的模拟[J]. 田玉基,杨庆山. 计算力学学报. 2010(05)
[4]非一致随机地震激励下综合管廊响应分析[J]. 岳庆霞,李杰. 武汉理工大学学报. 2010(09)
[5]九江长江大桥在多点多维地震激励下的反应分析[J]. 柳国环,李宏男,田利. 振动与冲击. 2009(09)
[6]基于小波理论合成人工地震波[J]. 徐强,陈健云,李静. 振动与冲击. 2009(08)
[7]5.12汶川大地震损毁城镇的震害效应与重建选址问题[J]. 李渝生,黄润秋. 岩石力学与工程学报. 2009(07)
[8]利用汶川余震流动观测资料探讨地形对峰值加速度的影响[J]. 姚凯,卢大伟,刘旭宙,周民都,闵祥仪. 西北地震学报. 2009(01)
[9]部分相干效应对大跨度空间结构随机地震响应的影响[J]. 丁阳,张笈玮,李忠献. 工程力学. 2009(03)
[10]多点激励下大跨度桥梁的地震反应[J]. 苏成,陈海斌. 华南理工大学学报(自然科学版). 2008(11)
硕士论文
[1]新疆和田地震台阵资料综合应用研究[D]. 唐明帅.中国地震局兰州地震研究所 2011
[2]基于相位差谱的人工地震动拟合与桥梁地震响应分析[D]. 周飞秦.中南大学 2010
[3]考虑地形影响的多点输入下大跨桥梁地震反应及碰撞反应分析[D]. 刘必灯.中国地震局工程力学研究所 2008
[4]粘弹性场地地形对地震动谱特性的影响分析[D]. 荣棉水.中国地震局地球物理研究所 2007
[5]虚拟激励法的工程应用及参数研究[D]. 李丽媛.大连理工大学 2004
本文编号：3101300
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图3-1双层圆弧形峡谷示意图
其中 xnxnxnxnVUxVU(3-43)将式(3-39), (3-40), (3-41)和(3-42)联立组成方程组, 并通过引入边界条件(3-4)～(3-12)来求解各个待定系数，然后在坐标系(r2, θ2)中即可求得整个问题的解，即双层圆弧形峡谷在平面 SH 波入射下的频域解 3.1.2 理论验证本节从理论角度入手来检验上述所得解析解的正确性 如图 3-1 所示，当 1+ 2= /2 时，图 3-1 所示的圆弧形峡谷将会变成如图 3-2 所示的半圆形峡谷，在本节中，我们如果假定介质 与介质 的参数（比如剪切模量 和剪切波速 c）相等，则入射波在介质 与介质 的交界面上将不会发生发射与折射，则非均匀介质半圆形峡谷将会变成均匀介质半圆形峡谷 因此，本节从理论角度入手通过公式退化来检验非均匀介质下半圆形峡谷的解析解能否退化为均匀介质半圆形峡谷的解析解[87]
从式(3-56)可以看出自由波场Lu 和Fu 相一致，这与均匀介质下的情况相对应 我们可以通过相似的方式证明自由波场FRu 和 与均匀介质下的情况相对应 并且，理论验证也说明了非均匀介质圆弧形峡谷在平面 SH 波入射下的频域解与均匀介质圆弧形峡谷情况下的频域解有巨大的差异，这对实际工程具有重要的指导意义 3.1.3 数值验证为了充分说明上述理论的正确性，本节从数值角度给出了一个具体算例来验证所得理论的正确性 图 3-3 给出了所选目标点的示意图，半圆形峡谷半径为 30m 位移振幅（详见文献[87]）可用下式计算： 2122u Re(u ) Im(u)(3-57)式中，Re(u)和 Im(u)分别表示位移 u 的实部和虚部
【参考文献】：
期刊论文
[1]山丘谷地交错场地上多点地震动模拟研究[J]. 田利,马瑞升,李庆伟. 地震工程与工程振动. 2014(03)
[2]自贡西山公园山脊场地地形和土层效应数值模拟[J]. 杨宇,李小军,贺秋梅. 震灾防御技术. 2011(04)
[3]基于相位差谱的空间相关非平稳地震动场的模拟[J]. 田玉基,杨庆山. 计算力学学报. 2010(05)
[4]非一致随机地震激励下综合管廊响应分析[J]. 岳庆霞,李杰. 武汉理工大学学报. 2010(09)
[5]九江长江大桥在多点多维地震激励下的反应分析[J]. 柳国环,李宏男,田利. 振动与冲击. 2009(09)
[6]基于小波理论合成人工地震波[J]. 徐强,陈健云,李静. 振动与冲击. 2009(08)
[7]5.12汶川大地震损毁城镇的震害效应与重建选址问题[J]. 李渝生,黄润秋. 岩石力学与工程学报. 2009(07)
[8]利用汶川余震流动观测资料探讨地形对峰值加速度的影响[J]. 姚凯,卢大伟,刘旭宙,周民都,闵祥仪. 西北地震学报. 2009(01)
[9]部分相干效应对大跨度空间结构随机地震响应的影响[J]. 丁阳,张笈玮,李忠献. 工程力学. 2009(03)
[10]多点激励下大跨度桥梁的地震反应[J]. 苏成,陈海斌. 华南理工大学学报(自然科学版). 2008(11)
硕士论文
[1]新疆和田地震台阵资料综合应用研究[D]. 唐明帅.中国地震局兰州地震研究所 2011
[2]基于相位差谱的人工地震动拟合与桥梁地震响应分析[D]. 周飞秦.中南大学 2010
[3]考虑地形影响的多点输入下大跨桥梁地震反应及碰撞反应分析[D]. 刘必灯.中国地震局工程力学研究所 2008
[4]粘弹性场地地形对地震动谱特性的影响分析[D]. 荣棉水.中国地震局地球物理研究所 2007
[5]虚拟激励法的工程应用及参数研究[D]. 李丽媛.大连理工大学 2004
本文编号：3101300
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