斜入射地震波作用下凹陷地形地震响应规律研究

作者:姚静
更新时间:
关键字:

近年来,随着我国川藏铁路建设的全面推进,川藏铁路建设已成为国家基础设施建设中的重要项目。川藏地区地质环境复杂,区域跨度大,线路跨越多个地震带,当地场地条件复杂,地震烈度大,频率高,铁路工程建设难以避免,给川藏铁路的建设带来了巨大挑战。据调查,川藏线的大部分地段都位于高山和山谷中。高谷深山沿线有许多洼地,洼地的存在会造成严重的地震放大效应。通往川藏线的路上有许多断层。地震波的斜入射对非均匀结构表面的地震反应有很大影响,地震波的入射角是不确定的,因此有必要考虑地震波斜入射下凹陷地形的地震反应。目前,当入射波到达洼地表面时,浅源地震的地震响应通常被认为是垂直的,但对于地震波地震响应的综合分析,通常假设入射波到达洼地表面时,地震响应不确定。因此,本文研究了地震波斜入射下洼地的地震反应规律。具体研究内容和结果如下:1。利用有限元软件ABAQUS进行了数值模拟计算,粘弹性人工边界的波浪输入采用等效节点力。推导了二维均匀弹性半空间平面P波和SV波斜入射时边界等效节点力的计算公式,编制了等效节点力自动叠加程序,验证了地震波的输入方法。2.在上述方法的基础上,从不同的深宽比、凹陷角度、介质参数、,分析了覆盖层厚度、凹陷形状、凹陷数量和凹陷净间距,得出了不同的结果。结果表明:(1)在P波和SV波的作用下,凹陷深宽比、凹陷角度和材料参数对场地效应的影响相对稳定。随着洼地地形深宽比的增大,洼地地表监测点位移振幅波动的变化逐渐增大。当凹陷角度I=45时,凹陷表面监测点的位移幅度相对较小。软土材料对P波和SV波的场地效应更显著,而硬土材料对P波和SV波的场地效应减弱。(2) 在P波和SV波的作用下,覆盖层厚度、凹陷形状、凹陷数量和凹陷净间距对场地效应的影响取决于P波和SV波的入射角。覆岩厚度、凹陷形状和净凹陷间距对凹陷顶部的位移幅度有显著影响。矩形洼地的立地效应比半弧形和V形洼地更显著。多坳陷地形与单坳陷地形的位移幅度存在一定差异。随着净洼地间距的逐渐增大,监测点的位移幅度基本增大。(3) 随着P波入射角的增加,水平位移的振幅逐渐增大,垂直位移的振幅逐渐减小,而随着SV波入射角的增加,水平位移的振幅逐渐减小,垂直位移的振幅逐渐增大。然而,由于P波和SV波在垂直入射和斜入射方面存在一定差异,因此出现了一种特殊情况。在地震波斜入射的条件下,凹陷地形的存在使地震波被屏蔽,导致左右位移振幅的放大或缩小效应。在研究场地效应时,我们应该关注地震波的斜入射。