论文部分内容阅读
盆地、局部不规则地形和地下夹杂等复杂场地对地震动有显著影响,建筑的选址和抗震设防越来越重视复杂场地的放大效应。本文研究了二维SH波入射下,地下圆形夹杂以及典型的凹陷和凸起地形对地震动的影响,结合芦山地震强震记录分析了局部不规则地形的影响。具体研究工作包括:1.引入了模型的无量纲参数,并通过数值计算验证了模型无量纲化的可行性。2.利用二维有限元方法和谱比法从时域和频域分析研究空穴、软弱和坚硬夹杂对地震动的影响规律。研究表明:软弱夹杂和空穴对地表地震动有较大放大作用,且放大的规律较为相近,在地表的放大位置也相同,其中软弱夹杂对入射波频率更敏感,对地表放大倍数更大;坚硬夹杂主要表现为屏障作用,对地表放大作用较小,其影响几乎可以忽略。3.利用二维有限元方法和谱比法从时域和频域研究凹陷和凸起地形在垂直和斜入射下对地面运动的影响规律,并分析了凹陷和凸起地形随深宽比和高宽比的变化对地面运动影响的变化规律。研究表明:凹陷地形对地形上的点放大相对较小,对附近地平面的点放大较大,斜入射时在迎波面一侧角点位置放大最大,随着凹陷地形深宽比的增大,地形的放大作用增大;凸起地形则对地形上的点放大较大,对附近地平面的点放大较小,斜入射情况下,凸起地形上入射波能直达的区域受到的最大放大作用最大,迎波面地平面的最大放大作用次之,背波面地平面和地形上的影区以及角点的放大作用相对较小,垂直入射情况下,凸起地形的顶点放大最大,随着凸起地形高宽比的增大,凸起地形顶点受到的放大作用增大,其余点的放大作用先增大后减小。4.结合芦山地震主震以及41次余震在4个地形不同的相邻台站的强震记录,采用传统谱比法(RSM)和水平分量与垂直分量谱比法(HVSR)分析地形的影响。研究表明:4个台站受地形的影响都有较大的放大作用;余震记录分析表明处于山腰的51BXZ台放大作用大于处于山脚的51BXD台,51BXZ台在3Hz左右有很明显的放大,在8-14Hz也有一定的放大,51BXD台则在5-10Hz范围都有相对较小的放大;主震在51BXZ台记录的幅值小于51BXD台的原因可能是受限于震级较大时土层非线性的影响。