地下水对地表地震动参数的影响研究

发布时间：2017-08-04 23:14

  本文关键词：地下水对地表地震动参数的影响研究

  更多相关文章： 两相介质 Biot方程 地震动参数 土层地震反应 有限差分 交错网格

【摘要】：场地条件对震害以及地震动参数影响的研究一直是地质工程抗震研究的热点问题之一。地下水作为重要的场地条件之一,已经被震害调查结果证明对烈度和地震动参数有重要影响。由于地下水位以下的土层应视为两相介质,对其模拟有一定的复杂性,因此,地下水对地震动参数影响的研究尚处在发展阶段。本文基于已有的研究成果,对比了几种现有的两相介质波动模型,并将Biot模型引入了土层地震反应分析中,给出了一种可以考虑两相介质的土层地震反应分析方法,并利用响V!三维台阵的记录进行了对比验证。利用本文的分析程序,分别计算了地下水的存在和地下水埋深对峰值加速度、反应谱平台值和反应谱特征周期等地震动参数的影响,得到了一些有意义的结论。本文主要完成了如下工作:1、阐述了地下水对烈度和地震动参数影响的研究现状,介绍了两相介质波动数值模拟的研究进展。对比分析了4种两相介质波动模型,总结了它们各自的优缺点及适用性。2、基于Biot两相介质波动方程,利用交错网格差分方法对Biot波动方程进行了离散,导出了数值模拟需要的差分格式,并编写了用于计算两相介质土层地震反应的程序。利用该程序计算了响V!台阵3#测井的土层地震反应,通过与实际强震记录的对比,验证了该程序的合理性。3、利用本文计算程序,分别计算分析了地下水存在和地下水埋深对峰值加速度、反应谱平台值和反应谱特征周期等地震动参数的影响,得到了一些有意义的结论。
【关键词】：两相介质 Biot方程 地震动参数 土层地震反应 有限差分 交错网格
【学位授予单位】：防灾科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P315.9
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-27
• 1.1 问题的提出10
• 1.2 地下水对地震动参数影响的研究现状10-12
• 1.3 两相介质波动数值模拟的研究进展12-24
• 1.4 本文研究方法和思路24
• 1.5 本文章节安排24-27
• 第二章 Biot两相介质波动理论27-40
• 2.1 Biot两相介质波动方程27-36
• 2.2 关于两相介质的纵波和横波波速问题36-37
• 2.3 波动方程中质量系数和弹性参数表示37-39
• 2.4 本章小结与讨论39-40
• 第三章 Biot两相波动的有限差分算法40-50
• 3.1 引言40
• 3.2 有限差分法简介40-42
• 3.3 Biot模型的速度—应力波动方程42-45
• 3.4 交错网格有限差分格式45-50
• 第四章 含地下水土层地震反应数值分析方法及程序50-66
• 4.1 引言50
• 4.2 模型建立50-52
• 4.3 计算方法52-55
• 4.4 计算实例55-64
• 4.5 本章小结和讨论64-66
• 第五章 地下水存在对地震动参数的影响66-87
• 5.1 引言66
• 5.2 计算参数的选取66-68
• 5.3 地下水存在对地表峰值加速度的影响分析68-78
• 5.4 地下水存在对加速度反应谱的影响分析78-85
• 5.5 本章小结和讨论85-87
• 第六章 地下水埋深对地震动参数的影响87-99
• 6.1 引言87
• 6.2 计算参数的选取87-91
• 6.3 地下水埋深对地表峰值加速度的影响分析91-94
• 6.4 地下水埋深对加速度反应谱的影响分析94-98
• 6.5 本章小结和讨论98-99
• 第七章 结语99-101
• 7.1 主要研究工作99-100
• 7.2 需要开展的研究工作100-101
• 参考文献101-111
• 致谢111-113
• 作者简介113

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本文编号：622187