【摘要】：國內(nèi)外的大量震害觀測和分析顯示,復(fù)雜場地對地震波的散射有顯著影響,這也一直是地震工程學(xué)、地震學(xué)等領(lǐng)域的重點研究課題,其中大多數(shù)已有研究是在各向同性彈性介質(zhì)的假設(shè)條件下進行的。然而,考慮到天然土體是由土顆粒、孔隙流體和氣體組成的三相介質(zhì)體系,并且在沉積風(fēng)化過程中表現(xiàn)出明顯的各向異性,本文采用更接近實際的橫觀各向同性(TI)飽和介質(zhì)模型進行研究。目前,利用間接邊界元方法(IBEM)研究TI飽和介質(zhì)中二維復(fù)雜場地對彈性波的三維散射的課題幾乎未見報道。因此引入TI飽和介質(zhì)模型對復(fù)雜場地地震效應(yīng)的研究具有重要的理論意義和工程實用價值。本文完成的主要工作如下:1、借助層狀TI飽和半空間三維精確動力剛度矩陣并利用直接剛度法,推導(dǎo)出層狀TI飽和半空間中2.5維動力格林函數(shù),其施加的荷載為移動斜線均布荷載和孔壓。通過與已有文獻對比,驗證了此格林函數(shù)的正確性。給出了均勻和單一土層TI飽和半空間中位移、應(yīng)力和孔隙水壓格林函數(shù)的算例分析。2、采用以層狀TI飽和半空間中2.5維動力格林函數(shù)為基本解的IBEM求解了層狀TI飽和半空間中凹陷和襯砌隧道對斜入射彈性波的三維散射問題。通過與已有結(jié)果的對比,驗證了方法的正確性。分別計算了TI飽和半空間中凹陷地形的地表位移、地表孔隙水壓以及襯砌隧道內(nèi)壁的應(yīng)力集中因子。研究表明介質(zhì)的TI飽和性質(zhì)對移動斜線均布荷載動力格林函數(shù)存在顯著影響,對復(fù)雜地形的三維散射效應(yīng)的影響主要體現(xiàn)在改變了凹陷附近地表位移幅值和相位、襯砌隧道內(nèi)壁應(yīng)力集中因子的幅值和空間分布。同時分析了彈性波入射類型、入射角度和頻率等因素對TI飽和介質(zhì)中復(fù)雜場地三維散射效應(yīng)的影響。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU435
【圖文】：

圖 2-1 層狀 TI 飽和場地中移動斜線均布荷載動力格林函數(shù)計算模型笛卡爾坐標系下土骨架和孔隙流體的 Biot 動平衡方程[10,11]（不計體力）可以表示為：2 22 2+xyx xz x xlu w

圖 3-1 層狀 TI 飽和半空間中凹陷模型以半圓凹陷地形為例，利用 IBEM 并將彈性波入射下的由場進行求解。具體求解步驟如下，首先，取凹陷地形 S 離散為多個斜線單元；然后，利用直接剛度法求解

【參考文獻】

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本文編號：2732455