地震動場地效應(yīng)的數(shù)值模擬研究

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1、國內(nèi)圖書分類號：315.9密級：公開國際圖書分類號：55西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文地震動場地效應(yīng)的數(shù)值模擬研究年級二零一五級姓名黃云申請學(xué)位級別工程碩士專業(yè)建筑與土木工程指導(dǎo)老師劉爭平教授二零一八年五月ClassifiedIndex:315.9U.D.C:55SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisNUMERICALSIMULATIONOFTHESITEEFFECTOFEARTHQUAKEGROUNDMOTIONGrade:2015Candidate:HuangYunAcademicDegreeAppliedfor:EngineeringMas

2、terSpeciality:ArchitecturalandCivilEngineeringSupervisor:Prof.LiuZheng-PingMay,2018西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第I頁摘要局部場地條件是影響地震動響應(yīng)的一個重要因素，其對場地的地震波場傳播及地震動能量具有較大的影響。典型的局部場地條件，如覆蓋層場地和斷層破碎帶場地一直以來都是研究的熱點問題。本文基于數(shù)值模擬方法，研究了這兩種類型場地模型的地震動響應(yīng)特征，主要完成了以下工作：(1)學(xué)習(xí)歸納了前人在地震動場地效應(yīng)的研究理論、成果與方法，奠定了本文的研究思路。(2)學(xué)習(xí)歸納了地震波的基本理論和ABAQUS有限元數(shù)值模

3、擬軟件研究地震動場地效應(yīng)的方法。(3)均勻半無限場地的數(shù)值模擬研究?；谌▓鰯?shù)值模擬，研究了Rayleigh波入射條件下，地震波場傳播特征與地震動振幅特征。(4)覆蓋層場地的數(shù)值模擬研究?；谌▓鰯?shù)值模擬，研究了Rayleigh波和SH波入射條件下，不同剪切波速和厚度的覆蓋層場地模型的地震波場傳播特征與地震動振幅特征。(5)斷層破碎帶場地的數(shù)值模擬研究?；谌▓鰯?shù)值模擬，研究了Rayleigh波和SH波入射條件下，不同剪切波速和寬度的斷層破碎帶場地模型的地震波場傳播特征與地震動振幅特征。通過以上研究主要得到以下結(jié)論：(1)覆蓋層場地中的軟土覆蓋層對地震動能量具有放大效應(yīng)。地震波在場地土層

4、分界面上發(fā)生的波場轉(zhuǎn)換與相干作用導(dǎo)致了地震動放大效應(yīng)，當(dāng)覆蓋層土體厚度較大時，地震動放大效應(yīng)減弱。在場地硬巖和覆蓋層土體交界區(qū)域，由于地震波的聚集作用使得該區(qū)域的地震動能量較覆蓋層區(qū)域更大。(2)斷層破碎帶場地中的斷層破碎帶對地震動具有放大與隔震效應(yīng)。地震波傳播到到斷層破碎帶區(qū)域時，會在斷層低速帶和圍巖高速帶之間發(fā)生反射及折射，出現(xiàn)波場轉(zhuǎn)換與相干作用形成圍陷波。斷層破碎帶對地震動能量具有放大效應(yīng)，但在背離震源的一側(cè)則具有隔震效應(yīng)，其強弱與斷層破碎帶的剪切波速及寬度有關(guān)。關(guān)鍵詞：Rayleigh波；SH波；全波場數(shù)值模擬；斷層破碎帶；覆蓋層；場地效應(yīng)西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第II頁Abst

5、ractThelocalsiteconditionisanimportantfactoraffectingthegroundmotionresponse,andithasagreatinfluenceontheseismicwavefieldtransmissionandthegroundmotionenergy.Typicallocalsiteconditions,suchaslayeredsiteandfaultfracturesite,havealwaysbeenahotresearchtopic.Basedonnumericalsimulationmethod,thecharacter

6、isticsofgroundmotionresponseofthesetwokindofsitemodelsarestudied.,themaincontentsasfollows:(1)Learningandsummarizingthepredecessors'researchtheories,resultsandmethodsinthesiteeffectofgroundmotion,laidtheresearchideaofthispaper.(2)LearningandsummarizingthebasictheoryofseismicwaveandthemethodofusingAB

7、AQUSfiniteelementnumericalsimulationsoftwareforstudyingthesiteeffectofgroundmotion.(3)Thestudyofsemi-infinitehomogeneoussitesimulation.Basedonthefullwavefieldnumericalsimulation,thepropagationcharacte