復(fù)雜場(chǎng)地在彈性波作用下的動(dòng)力響應(yīng)研究是地震工程等領(lǐng)域的熱點(diǎn)領(lǐng)域。已有的相關(guān)研究大多是基于各向同性介質(zhì)。然而由于自然風(fēng)化和沉積,土體表現(xiàn)出明顯的橫觀各向同性（TI）。其次,實(shí)際中的工程場(chǎng)地多為固液兩相介質(zhì),即為多孔飽和介質(zhì)。因此,研究層狀TI飽和場(chǎng)地中三維不規(guī)則地形對(duì)于地震波的散射有著重要的理論意義和價(jià)值。本文采用間接邊界積分方程法（IBIEM）研究了層狀TI飽和場(chǎng)地中三維凹陷地形和洞室對(duì)于彈性波的散射問題。主要工作如下:1、基于三維層狀TI飽和場(chǎng)地的精確動(dòng)力剛度矩陣,采用直接剛度法推導(dǎo)了柱坐標(biāo)系下集中荷載作用下的動(dòng)力格林函數(shù)。利用退化的數(shù)值計(jì)算與已有文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,并進(jìn)行了算例計(jì)算和分析。2、利用得到的動(dòng)力格林函數(shù),建立半球形凹陷場(chǎng)地的散射場(chǎng)。結(jié)合自由場(chǎng)的動(dòng)力響應(yīng)以及凹陷場(chǎng)地的邊界條件,利用IBIEM法求解了半球凹陷場(chǎng)地對(duì)于qP1、qSV和SH波散射問題。通過退化計(jì)算驗(yàn)證了所采用方法的正確性。接著給出半球形凹陷地形對(duì)于彈性波散射的算例以及相關(guān)分析。3、利用層狀TI飽和場(chǎng)地中三維洞室的散射波場(chǎng)和自由波場(chǎng),結(jié)合零應(yīng)力邊界條件,采用IBIEM法研究了埋置洞室對(duì)于qP1、qSV和SH波散射問... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

格林函數(shù)求解步驟

圖 2-1 格林函數(shù)求解步驟.3.1 施加集中荷載時(shí)的連續(xù)條件本文考慮的集中荷載分別為水平 x 向、水平 y 向、豎向集中荷載和孔壓，值可分別記為 Fx、Fy、Fz和 Fp（如圖 2-1 所示）。當(dāng)施加水平 x 和 y 向集中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沿徑向（r）和周向（θ）的荷載。則在柱坐標(biāo)系下存在水平徑向荷載、水平周向集中荷載、豎向集中荷載和孔壓的幅值，其荷載幅值可分別 Fr、Fθ、Fz和 Fp，其中 Fz與 Fp與直角坐標(biāo)系中的相等。值得注意的是施加時(shí)，有一部分荷載同時(shí)直接作用于土骨架，該部分荷載幅值的大小為-α3Fp。

動(dòng)力格林函數(shù)驗(yàn)證1 層狀 TI 半空間的動(dòng)力格林函數(shù)驗(yàn)證首先將三維層狀TI飽和半空間動(dòng)力格林函數(shù)退化成層狀TI半空間的與 Khojasteh 等[81]（2011）的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。計(jì)算模型為一個(gè)層狀 T三層具有不同性質(zhì)和不同厚度的土層以及其下的 TI 基巖組成，如圖土層的參數(shù)如表 2-1 所示。理論上，通過讓所有與流體相關(guān)的參數(shù)取實(shí)現(xiàn)從三維層狀 TI 飽和半空間到三維層狀 TI 半空間的退化（實(shí)際計(jì)=m3=r1=r3=α1=α3=kl=ρl=0.0001）。荷載施加在 z/a=4.0，a 為單位土層的的荷載分別為單位豎向和水平向集中荷載。根據(jù) Khojasteh 等[81]（201頻率定義為 a G ，其中 ω 為圓頻率，G 和 ρ 分別為 TI 土層剪切模量和密度。計(jì)算中無量綱頻率 η 分別取 0.5、2.0 和 4.0。


本文編號(hào)：2975680