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层状半空间中沉积地形出平面地震响应

作　者: 吴小杰
导　师: 梁建文
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 沉积地形时域 EL Centro波加速度时程加速度反应谱
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 17次
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内容摘要

研究波在层状场地中的传播,在理论和实际工程中均有十分重要的意义。以往的研究多将天然土体简化为理想的各向同性弹性固体介质来分析,然而,天然土体由于沉积年代不同,总以分层形式存在,需要用层状介质模型来反映沿深度方向上的不均匀性。本文正是采用这种模型来研究问题的。以EL Centro波为例对层状场地中沉积地形入射地震波的时域问题进行了研究。本文利用间接边界元方法,首先在频域中计算单个频率下的地表位移并和文献作了对比,结果完全一致。其次对地震波的加速度时程进行傅里叶变换和积分,得到位移傅里叶谱,输入每个频率和对应的位移振幅后计算出各点的位移,通过傅里叶逆变换到时域,得到各计算点的位移时程。再通过微分得到加速度时程。本文研究并讨论了基岩上单一土层中沉积局部场地对入射地震波的加速度时程和加速度反应谱的放大作用。文中对五种不同的沉积场地进行了计算,并对计算结果做了相互比较。从地表点的加速度时程和反应谱曲线上可以看出,土层厚度、基岩与土层的刚度比、沉积内外土层的刚度比、入射角等参数对放大作用都有非常重要的影响。从总体来看,改变入射角度时,垂直入射较斜入射加速度反应大;基岩与土层的刚度比、沉积外内土层的刚度比越大,地震波在地表各点的加速度反应放大效果也越明显。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-10
  1.1 引言  7-8
  1.2 研究现状及存在问题  8-10
    1.2.1 层状土中地震波的传播  8
    1.2.2 土的动力格林函数  8
    1.2.3 沉积地形对入射地震波的散射  8-9
    1.2.4 本文的研究内容和方法  9-10
第二章土层单元及半空间的平面外运动动力刚度矩阵  10-14
  2.1 平面外运动的动力刚度矩阵  10-12
    2.1.1 土层的动力刚度矩阵  10-11
    2.1.2 半空间的动力刚度矩阵  11-12
  2.2 场地的动力刚度矩阵  12-14
    2.2.1 受荷载作用的土层  12-13
    2.2.2 平面外运动场地动力刚度矩阵  13-14
第三章 SH波的自由场反应  14-16
  3.1 引言  14
  3.2 基岩上单一土层的自由场反应  14-16
第四章格林函数及边界条件  16-19
  4.1 线性分布荷载下的格林影响函数  16-17
  4.2 沉积地形的边界条件  17-19
第五章沉积地形地震动时域反应  19-50
  5.1 计算方法  19-21
  5.2 沉积地形SH波频域计算方法验证  21-23
  5.3 傅里叶变换  23-26
  5.4 算例分析  26-50
    5.4.1 退化自由场下Ricker波的检验  27-28
    5.4.2 退化凹陷Ricker波的检验  28-30
    5.4.3 入射EL Centro波场地的放大效应  30-50
第六章结论与建议  50-52
  6.1 沉积土层内外的刚度比对沉积地形放大效应的影响  50
  6.2 基岩与土层的刚度比对沉积地形放大效应的影响  50-51
  6.3 土层深度的影响  51
  6.4 入射角的影响  51
  6.5 建议  51-52
参考文献  52-54
致谢  54

层状半空间中沉积地形出平面地震响应

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