文档介绍：中文摘要关键词:大量的震害表明,局部场地条件对地面运动有很强的放大和缩小作用,因而地震烈度异常区与场地条件密切相关。而凹陷地形作为非常重要的局部场地之一是近年来国内外非常关注的研究课题之一,开展这方面的研究工作具有重要的理论意义。然而,以往的研究将天然土体简化为理想的各向同性弹性固体介质进行分析,但是天然土体由于沉积年代不同,需要用层状介质模型来反映沿深度方向上的不均匀性。本文正是在此研究背景下,对层状场地中凹陷地形入射波和波时的散射问题进行了研究。本文利用间接边界元方法,研究并讨论了基岩上单一土层中凹陷场地对入射波和波的放大作用。文中就三种不同土层厚度的凹陷场地进行了讨论,各种场地又分别讨论了三种刚度比的情况。从场地放大效应曲线上可以看出,土层厚度、基岩与土层的刚度比、无量纲频率等参数对波和波的放大作用都有非常重要的影响。从谱放大曲线可以看出,对于波,每一个地面点都存在着一系列的入射波频率,使得在此频率下产生“共振”现象,土层厚度直接影响“共振”频率的出现位置,且共振频率处的放大系数随着刚度比的增大而增大;对于波,土层厚度则影响高阶振型的出现,土层厚度越大,高阶振型的起始频率越小,刚度比则影响凹陷场地某一点放大系数的收敛速度,随着刚度比的增大,各阶振型位移放大系数的收敛速度增大,且地面点不同收敛值不同。凹陷地形间接边界元法波波谱放大曲线
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学位论文作者签名:劾蜀爱学位敝作者签名:动名签字日期:竽暾荚聖签字日期:伊月协暾荚孪θ独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,、使用学位论文的规定。特授权苤盗盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国导师签名:’
第一章绪论引言在许多地震中,我们已经观测到结构物的地震响应会受到地形的影响。在复杂地形条件下这种地形效应的影响比较大,特别对于需要考虑地震时地层运动空间变化影响的长大结构物,如长的跨谷桥和大坝,场地效应是不容忽视的。在许多实际地震中,都观测到了场地或地形的放大效应。大量震害的调查结果表明,地震的破坏具有很强的区域性,即在较短的距离内,地震时地面运动常有显著变化,这是在地震小区划工作中必须考虑的一个重要问题。对于这一问题,必须考虑局部地形及局部地质构造的影响。这一影响本质上是一个波动的散射问题,也就是地震工程学中两大类波动问题之一,即局部场地条件对波传播的影响,它常常被称为场地反应。场地的动力响应分析是土动力学、岩土工程学和地震学等学科领域中的重要课题,迄今已取得了不少研究成果【贰】。但是,这些研究将天然土体简化为理想的各向同性弹性固体介质进行分析。然而,天然土体由于沉积年代不同,总以分层形式存在,具有很强的层理性,需要用层状介质模型来反映沿深度方向上的不均匀性【俊】。另一方面,实际的地表覆盖土层常常是具有粘性的,显然将土体简化为各向同性弹性介质欠合理。【拷⒘说酝敛愫桶肟占涞木动力刚度矩阵,形成了解决水平层状覆盖土层中波的传播以及土与结构动力相互作用等问题比较完整的理论。历史上多次地震都证明,局部场地条件对场地的地震反应有很大影响【¨】,具体表现为其对地震时的地运动有很强的放大与缩小效应,以及由此导致的震害分布区域化。这里所说的场地条件包括场地土层性质、山谷、河谷、凸起地形、地下孔洞和断层等情况。研究场地反应有两个主要目的:对已发生地震的地震动局部放大效应及空间变化做出理论上的解释;对将来地震发生时地震动的特征进行预测,以便为地震小区划等工作提供理论依据。此外,研究土与结构相互作用时,也必须先求得场地的响应。凹陷地形是实际工程中常见到的重要场地之一。如在实际桥梁的动力计算时,常将河谷简化为半圆凹陷地形,桥简化为连续梁,桥墩简化为连续天津大学硕士学位论文
⑸梁的支座。先计算凹陷地形在地震波作用下的动力响应,然后将它作为支座位移激励输入到连续梁中,可计算出该桥梁在地震作用下的动力反应。因此,研究层状凹陷地形对入射地震波的散射具有重要的理论意义和工程价值。综上所述,研究地震时地面运动的特征,为结构物抗震提供合理的设计参数,是地震工程学研究的基本课题之一。地面运动是一个复杂的现象。地形、地质及其它复杂