地震动山体地形效应数值模拟研究

发布时间：2023-03-19 18:50

　　西部基础设施建设对西部大开发、国防安全、维护边疆地区安全稳定及抢险救灾等具有重大战略意义。西部基础设施选址受限于场址资源,常修建于强震频发且地形复杂的群山之中。地震作用下山区地震动具有显著的山体地形效应,山体地表响应异常,威胁山区基础设施安全。研究山体地表响应规律对山区基础设施选址及抗震设计有重要意义。山区基础设施场址区受多条断裂带控制,山区内山脉走向与断层走向夹角变化范围大,场址区与断层距离变化范围大;山区基础设施修建常需完成大工程量挖、填方,并形成高填方填筑体。本文介绍了三维地震波传播模拟的谱元法原理,建立三维山体地形数值模型,模拟逆断层点源(Mw=6.0)激发地震波在山体地形中的传播过程,研究近场条件下山脉走向与断层走向夹角变化、高填方土体对山体地表响应的影响规律,震中距变化对山体地表响应的影响规律,计算得出山脉位于近场与远场范围的分界。本文主要结论如下:(1)震源深度15km、震中距22km条件下,山脉与断层走向平行时,迎、背侧坡面相比,后者抗震设防烈度可能比前者提高一度。山脉与断层走向夹角由0变为π/2,坡面抗震设防烈度可能降低一度。迎侧坡面整体缩小水平增大,最大缩小水平约为...

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【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 台站观测
        1.2.2 解析分析
        1.2.3 数值模拟
    1.3 本文研究工作
第二章 三维地震波传播模拟的谱元法原理及计算平台
    2.1 Legendre谱元法理论
        2.1.1 基本方程
        2.1.2 边界条件与初始条件
        2.1.3 单元插值函数
        2.1.4 单元控制方程
        2.1.5 单元聚合
        2.1.6 计算精度与稳定性
    2.2 计算分析平台
    2.3 计算软件
    2.4 本章小结
第三章 山脉与断层走向夹角对山体地形效应影响分析
    3.1 计算模型
    3.2 自由场地震响应分析
    3.3 含山脉场地地震响应分析
        3.3.1 山脉与断层走向平行时山脉对场地响应影响
        3.3.2 山脉与断层走向夹角变化对山体地形效应影响
    3.4 本章小结
第四章 震中距对山体地形效应影响分析
    4.1 计算模型
    4.2 近场条件与远场条件分界
    4.3 震中距变化对山体地形效应影响
        4.3.1 远场山脉场地波场快照
        4.3.2 震中距变化对坡面PGA及PGV响应影响
        4.3.3 震中距变化对坡面PGD响应影响
        4.3.4 震中距变化对坡面PGA与PGD响应影响差异
    4.4 本章小结
第五章 高填方土体对山体地形效应影响分析
    5.1 计算模型
    5.2 填方体不存在时山脉坡面响应分析
    5.3 高填方土体对山体地形效应影响
        5.3.1 山脉迎侧填方体对坡面响应影响
        5.3.2 山脉背侧填方体对坡面响应影响
        5.3.3 迎、背侧填方体对坡面响应影响异同
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文主要结论
    6.2 进一步研究的建议与展望
参考文献
作者简历及科研情况



本文编号：3765767