基于强震观测记录的场地地震动数值模拟方法对比研究

发布时间：2017-04-03 03:16

  本文关键词：基于强震观测记录的场地地震动数值模拟方法对比研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：复杂土层场地地震反应分析中,场地地形、土体非线性特征以及地震动输入等因素对地震动影响显著。由于强震观测台站无法覆盖所有区域,预测某一区域的地震动特征通常采用数值模拟方法。现有的场地反应分析模型主要包括了一维等效线性化、二维线性以及三维线性。三维线性因场地建模困难、地下地质资料难于获取而在工程中应用较少；一维等效线性化因计算快、土体动力参数容易获取而被广泛应用,由于只适用于水平成层模型,无法考虑地形效应；高维线性虽能考虑地形起伏变化,但处理土体非线性特征存在较大差异。本文在提出一种综合考虑场地地形地质和土体非线性特征的二维时域P-SV等效线性化法的基础上,进行了以下研究工作：1.借鉴等效线性化法考虑土体非线性特征,将其推广至二维时域P-SV问题中,提出能考虑场地地形变化和土体非线性特征的二维时域P-SV等效线性化分析模型,通过数值算例验证了该法的有效性和合理性。2.采用美国Turkey Flat和日本小田原Ashigara Valley试验场地以及强震观测记录,通过选取露表基岩记录和地下基岩记录作为模型基底地震动输入,进行场地地震反应分析,研究了不同基岩地震动选取对地震动的影响以及各类分析模型的差异。3.美国Turkey Flat场地选取地下基岩记录作为地震动输入,日本Ashigara Valley场地选取露表基岩记录反演得到地震动输入,进行场地地震反应分析,研究了场地地形、非线性特征对地震动的影响。4.采用新西兰下哈特盆地结构和强震观测记录,进行了场地反应预测,研究了小震工况下盆地结构对地震动的影响；进一步研究了下哈特盆地结构的场地非线性特征对地表地震动的影响以及盆地边缘效应。5.对本文研究工作进行了总结,在此基础上对未来工作提出了展望。
【关键词】：等效线性化 地形地质 非线性 地震动输入 盆地边缘效应
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P315.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 引言13-14
• 1.2 波动数值模拟方法综述14-16
• 1.2.1 有限元法14-15
• 1.2.2 有限差分法15
• 1.2.3 混合法15-16
• 1.3 土体非线性特征分析方法综述16-19
• 1.3.1 等效线性化法16-18
• 1.3.2 时域非线性逐步积分法18-19
• 1.4 场地地形地质对地震动影响研究综述19-22
• 1.5 基岩地震动输入选取综述22-23
• 1.6 选题意义与研究内容23-25
• 1.6.1 选题意义23
• 1.6.2 研究内容23-25
• 第二章 二维P-SV土层场地地震反应分析25-39
• 2.1 引言25
• 2.2 连续介质波动基本方程25-27
• 2.2.1 平衡方程25-26
• 2.2.2 几何方程26
• 2.2.3 物理方程26-27
• 2.2.4 边界条件27
• 2.3 二维黏弹性介质的虚位移原理27
• 2.4 黏弹性介质有限元离散27-29
• 2.5 单次反应的时域显式计算过程29-30
• 2.5.1 内域计算29
• 2.5.2 人工边界29-30
• 2.6 二维非线性特征的两类显式分析30-37
• 2.6.1 修正分析方法30-33
• 2.6.2 二维时域等效线性化方法33-37
• 2.7 本章小结37-39
• 第三章 不同基岩地震动输入对地表地震动的影响39-61
• 3.1 引言39
• 3.2 场地模型参数及强震观测数据39-43
• 3.2.1 美国Turkey Flat39-41
• 3.2.2 日本小田原Ashigara Valley41-43
• 3.3 地震动输入确定43-44
• 3.4 基岩地震动分析44-45
• 3.5 土层场地地震反应分析45-60
• 3.5.1 一维水平成层模型对比45-49
• 3.5.2 二维线性模型对比49-52
• 3.5.3 考虑非线性特征的二维模型对比52-56
• 3.5.4 二维时域等效线性化模型对比56-60
• 3.6 本章小结60-61
• 第四章 场地地形和土体非线性特征对地表地震动的影响61-75
• 4.1 引言61
• 4.2 地震动输入确定61
• 4.3 场地地形对地表地震动的影响61-67
• 4.3.1 美国Turkey Flat62-64
• 4.3.2 日本小田原Ashigara Valley64-67
• 4.4 非线性特征对地震动的影响67-73
• 4.4.1 美国Turkey Flat场地67-70
• 4.4.2 日本小田原Ashigara Valley70-73
• 4.5 本章小结73-75
• 第五章 新西兰惠灵顿下哈特盆地地震反应分析75-88
• 5.1 引言75
• 5.2 下哈特场地参数75-77
• 5.3 下哈特盆地二维线性地震反应分析77-79
• 5.3.1 地震动输入77
• 5.3.2 结果与分析77-79
• 5.4 考虑二维非线性特征的下哈特场地地震反应分析79-83
• 5.4.1 地震动输入79-82
• 5.4.2 结果与分析82-83
• 5.5. 下哈特盆地边缘效应83-87
• 5.5.1 下哈特盆地模型参数83-86
• 5.5.2 计算结果与分析86-87
• 5.6 本章小结87-88
• 结论与展望88-90
• 参考文献90-96
• 攻读学位期间发表论文96-98
• 致谢98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨笑梅;赖强林;;考虑非线性特征及二维效应的日本小田原试验场地地震动模拟分析[J];地震工程与工程振动;2015年06期

2 王海云;;基于强震观测数据的土层场地反应的研究现状[J];地震工程与工程振动;2014年04期

3 丁海平;任琼洁;于彦彦;;基于竖向台阵地震记录的场地地震响应分析[J];地震工程与工程振动;2014年02期

4 任枭;;中国地震台网观测系统特性分析与资料应用研究[J];国际地震动态;2014年02期

5 战吉艳;陈国兴;刘建达;李小军;;远场大地震作用下大尺度深软场地的非线性地震效应分析[J];岩土力学;2013年11期

6 马俊玲;丁海平;;土层地震反应分析中不同阻尼取值的影响比较[J];防灾减灾工程学报;2013年05期

7 陈国兴;战吉艳;刘建达;李小军;;远场大地震作用下深软场地设计地震动参数研究[J];岩土工程学报;2013年09期

8 曲哲;钟江荣;孙景江;;芦山7.0级地震砌体结构的震害特征[J];地震工程与工程振动;2013年03期

9 王涛;雷远德;张永群;孔子昂;;芦山地震中校舍建筑的震害特点与分析[J];地震工程与工程振动;2013年03期

10 孙柏涛;王明振;闫培雷;张昊宇;陈相兆;;芦山7.0级地震单层砖柱排架厂房震害特征及抗震分析[J];地震工程与工程振动;2013年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杨宇;场地地震波动模拟中透射边界稳定性问题研究[D];中国地震局地球物理研究所;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 肖遥;场地地震反应分析方法的研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年

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