【摘要】：震害調(diào)查表明局部不規(guī)則地形是影響地震動(dòng)響應(yīng)的重要因素,其中,陡坡、斷崖、山地與盆地在地震中造成的災(zāi)害已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。國內(nèi)外采用數(shù)值模擬法針對局部地形的影響展開了大量研究,取得了豐碩的成果。本文選取陡坡與復(fù)雜地形,采用數(shù)值模擬方法對兩種地形對地面地震動(dòng)的影響展開了詳細(xì)研究,研究內(nèi)容如下:1.通過集中質(zhì)量有限元法數(shù)值模擬SV波垂直入射下陡坡的地面地震動(dòng)響應(yīng),利用現(xiàn)有研究成果檢驗(yàn)數(shù)值模擬的可靠性。2.通過集中質(zhì)量有限元法數(shù)值模擬分析陡坡的坡度、上層土介質(zhì)厚度、入射角度在SV波入射下對地面地震動(dòng)的影響。結(jié)果顯示:1-3Hz為地震響應(yīng)幅值頻段,陡坡地形對陡坡上地面水平地震動(dòng)有明顯放大作用,坡頂點(diǎn)放大作用最明顯,對陡坡下地面水平地震動(dòng)有減弱作用,坡底角點(diǎn)減弱作用最明顯。陡坡坡度越小,地面地震動(dòng)的響應(yīng)越弱;上層土介質(zhì)越厚,陡坡上地面地震動(dòng)放大作用增強(qiáng),陡坡下角點(diǎn)屏障作用減弱,陡坡下遠(yuǎn)離角點(diǎn)地面的地震動(dòng)屏障作用變?yōu)榉糯笞饔貌⑶译S著厚度變大放大作用隨之增強(qiáng);入射角度的增大,同樣增強(qiáng)了陡坡上面地震動(dòng)的放大作用和陡坡下面地震動(dòng)的屏障作用,在高頻段水平和垂直方向出現(xiàn)明顯的震蕩,垂直方向表現(xiàn)出一定的周期性。3.建立蘆山區(qū)域三維真實(shí)地形數(shù)模模型,選取實(shí)際余震以及震源反演結(jié)果的參數(shù)作為模擬輸入震源,分析低頻段下臺站附近復(fù)雜地形對地震動(dòng)的放大效應(yīng)。在此之前,本文將臺站位置模擬記錄與實(shí)際臺站觀測記錄做對比,以驗(yàn)證數(shù)值模擬的可靠性。分析得出:3Hz頻段下計(jì)算區(qū)域的PGV分布比較復(fù)雜,與地形變化分布有一定的相關(guān)性,山頂?shù)腜GV明顯大于山腳的值,1Hz頻段下計(jì)算區(qū)域的PGV分布比較簡單,基本沒有地形的影響,PGV分布的差異更多的是由震源參數(shù)影響造成的。分析在BXD臺站附近的山體剖面的地面地震動(dòng)影響,山體地面運(yùn)動(dòng)的放大作用在水平方向較為明顯,山頂?shù)姆糯蟊稊?shù)最大,約為6.0(EW)、4.0(NS)。UD方向在山腳下地面運(yùn)動(dòng)的放大作用較為明顯,放大倍數(shù)約為6.0。
【學(xué)位授予單位】：中國地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P315.9
【圖文】：

第二章 二維數(shù)值模擬計(jì)算方法的介紹與檢驗(yàn).3 計(jì)算檢驗(yàn)本文在二維數(shù)值模擬分析地形對地震動(dòng)的影響的研究之前，對自身的數(shù)值對比 Scott A. Ashford 的結(jié)果做了檢驗(yàn)（1997），采用相似模型與參數(shù)。如圖陡坡模型，陡坡高度 H 為 30m，坡度為 90 度，左、下、右都為為人工邊界，規(guī)則正方形單元，剪切波速為 300m/s，泊松比為 0.3，ScottA.Ashford 的研究小阻尼對地表的放大作用很小，因此，本文所有二維數(shù)值分析計(jì)算都取 1%阻下文中不再做闡述。輸入垂直入射 SV 波，脈沖寬度為 0.1s，輸入的脈沖時(shí)程傅氏譜如圖 2-2 所示。

模型輸入的脈沖

壞的不可忽略的影響因素。在山體較多的區(qū)域，陡坡是最常見的地形之一，也是現(xiàn)今地震破壞的主要形式，如山體崩塌，滑坡等次生地震災(zāi)害。不同的陡坡坡度對地震動(dòng)的影響是有明顯差別的，地殼復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造也會對地震動(dòng)造成復(fù)雜的影響，在不同的土質(zhì)構(gòu)造中，地震波的波速、土質(zhì)密度是不同的。另外，震源的位置決定了對某一地形地震波傳到的角度，地震波傳播的角度的不同，對地震動(dòng)的影響也是不同的。本章采用二維數(shù)值計(jì)算模型，主要對地形坡度 、不同介質(zhì)厚度、入射角度這三方面分析對地震動(dòng)的影響。采用譜比法（譜比大于 1 表示放大，譜比小于 1表示減弱，或者稱之屏障）具體分析了陡坡對地面運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)，設(shè)置了不同的參數(shù)，對多個(gè)模型進(jìn)行對比分析，來分析對地震動(dòng)的影響。3.2 垂直陡坡地形對地面運(yùn)動(dòng)的影響本章數(shù)值模擬的模型都是采用的規(guī)則正方形單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，單元大小為 1m，左、下、右邊界統(tǒng)一采用人工邊界，數(shù)值模擬統(tǒng)一輸入的 SV 脈沖波的寬度為 0.1s，輸入脈沖以及傅氏譜如圖 3-1 所示，取計(jì)算時(shí)間步長為 × §，在本章中這些參數(shù)設(shè)置都一致，在下文不再做闡述。

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本文編號：2802201