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基于前一篇文章中得到的关于三维层状孔隙介质中弹性波场的积分形式半解析解,本文通过离散波数法开展了数值模拟.将全空间均匀孔隙介质中单力点源和爆炸点源作用下弹性波场的解析解和我们的数值模拟结果进行对比,发现两者是完全一致的.而在一个两层半空间模型下的数值模拟,验证了固相位移Green函数的9组空间互易性情况.通过以上两种对比检验,验证了半解析解理论公式、数值模拟方法以及相应程序代码的正确性和可靠性.随后利用敏感度分析研究了不同的介质参数变化对爆炸点源在界面上会产生的反射波场的影响.通过垂直地震剖面模型的数值模拟,发现弹性波场能很好地反映孔隙介质物理性质的变化,同时也讨论了动力协调这一孔隙介质中的特殊现象.我们发展的基于半解析解的数值模拟方法可以为三维层状孔隙介质中弹性波传播特征的研究提供一种可供选择的有效工具和手段. 相似文献
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对球形空腔偏心解耦爆炸进行了数值模拟,得到了不同方向和不同爆心距节点的S波和P波速度曲线以及岩石单元中拉伸应力的传播过程。结果表明：空腔偏心解耦爆炸激发的S波具有方向性,S波幅值与对应P波幅值相当,激发S波的物理机制是振荡的拉伸应力,它等效于偶极子震源。 相似文献
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本文通过地震正演模型和面波振幅数据对比分析了天然地震、爆炸,与核试验数据,以探索改进辨别天然地震与爆炸的方法。所提方法是基于波数域和频率域的双积分变换解。用于研究的地震事件都发生在北朝鲜,其中包括2001年6月26日（39.212°N,125.383°E）和2001年10月30日（38.748°N,125.267°E）所记录的爆炸数据,2006年10月9日（41.275°N,129.095°E）所记录的一次核试验数据、以及2002年4月14日（39.207°N,125.686°E）和2002年6月7日（38.703°N,125.638°E）所记录的两次天然地震。基于这些数据通过地震波分析与理论模拟表明爆炸引起的地震与天然地震有着不同的波型特征。爆炸引起的信号特征是P波的能量较S波强,在爆炸记录上0.05-0.5Hz频率之间Rg波清晰呈现,而在然地震记录上没有。这是由于爆炸地震记录上P波是优势波,与SH成分发生了耦合。 相似文献
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Jianwen Liang Hongbing You Vincent W. Lee 《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》2006,26(6-7):611-625
The scattering of SV waves by a canyon in a fluid-saturated, poroelastic layered half-space is modeled using the indirect boundary element method in the frequency domain. The free-field responses are calculated to determine the displacements and stresses at the surface of the canyon, and fictitious distributed loads are then applied at the surface of the canyon in the free field to calculate the Green's functions for displacements and stresses. The amplitudes of the fictitious distributed loads are determined from the boundary conditions, and the displacements arising from the waves in the free field and from the fictitious distributed loads are summed to obtain the solution. The effects of fluid saturation, boundary conditions, porosity, and soil layers on the surface displacement amplitudes and phase shifts are discussed, and some useful conclusions are obtained. It is shown that the surface displacement amplitudes due to saturation and boundary conditions, different porosities, or the presence of a soil layer can be very dissimilar, and large phase shifts can be observed. The resulting wavelengths for an undrained saturated poroelastic medium are slightly longer than those for a drained saturated poroelastic medium; and are longer for a drained saturated poroelastic medium than those for a dry poroelastic medium. As porosity increases, the wavelengths become longer; and a layered half-space produces longer wavelengths than a homogeneous half-space. 相似文献
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Gin-Show Liou 《地震工程与结构动力学》1989,18(5):667-686
The total system studied in this paper is a layered soil stratum with a rigid bedrock and a cylindrical cavity on the surface. Analytic solutions for the layered medium with prescribed harmonic displacement time history on the surface of the cylindrical cavity are presented. The whole soil domain is divided into interior and exterior domains. The interior domain is the projection of the cylindrical cavity down to the rigid bedrock, whereas the exterior domain is then the soil medium complement to the interior domain. The displacement and stress fields in both domains are expanded as an infinite series of Fourier components with respect to the azimuth. For each Fourier component in the infinite series, the solutions for both domains are found independently by solving the general differential equations of wave propagation satisfying the boundary conditions of the top surface and the lower rigid boundary. Displacement and stress continuity conditions are then imposed on the vertical interface between the two domains using the formulation of a weighted residual. For the soil-structure interaction problem, the impedance matrix at the interface between the structure and the soil medium can be easily generated using the analytic solutions, which can then be combined with the finite element model of the structure. A simple example is presented to demonstrate the effectiveness of the procedure presented. 相似文献
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弹性层状半空间中无限长洞室对斜入射 平面SH波的三维散射(Ⅱ) 数值结果与分析 总被引：1，自引：1，他引：0
以基岩上单一土层场地为例, 计算分析了在斜入射平面SH波作用下弹性层状半空间中无限长洞室附近的地表位移. 研究表明, 层状半空间中地下洞室对波的散射与均匀半空间情况存在显著差别. 层状场地由于考虑了场地自身的动力特性, 使得洞室附近地表位移幅值的空间变化更为复杂, 基岩与土层刚度比、 土层厚度对散射效应均有着重要影响. 随着基岩与土层刚度比的增大, 地表位移幅值整体上逐渐增大; 随着土层厚度的增大, 土层对地表位移幅值的影响逐渐减小. 在频域解答的基础上, 给出了层状半空间中洞室对斜入射SH波散射的时域解答, 并以Ricker波为例进行了数值计算. 相似文献
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震源动力学中破裂产生的地震动在层状介质中的传播模拟,是地震学以及地震工程学研究的前沿课题之一。本文通过建立精确的三维模型,选取具备灵活网格、高精度高效率计算性能的谱元法,利用有效抑制伪震荡的时间域离散方法——加权速度Newmark方法以及多次透射人工边界条件,进行了SCEC/USGS基准项目中TPV5模型的地震破裂过程模拟,得到基于层状介质模型和均匀介质模型（后者采用相同破裂模型）的埋深2km的震源参数结果。将二者进行对比,并具体分析破裂面位错、地震矩、破裂传播时间、上升时间和地表位移,发现层状介质对破裂过程的传播影响较为明显:① 层状介质的存在整体增加了破裂面上的位错,在层状介质模型下计算得到的地震矩约是均匀介质模型结果的1.3倍,因此认为层状介质增强了地震破裂过程中的能量释放;② 层状介质的存在使得破裂传播至地表的速度减慢,并缩短了地表各点的上升时间,增强了地表的地震动响应;③ 层状介质对于地表位移有着明显的增加作用,同时协同破裂面上的初始应力异常区域对位移峰值中心的改变有显著影响。④ 介质分异面附近地震动强烈。对结果进行整理后发现,在具有地下层状介质的地区要充分考虑层状介质产生的场地效应,否则可能会低估该地区的地震危险性。 相似文献
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In this paper, closed-form analytic expressions for the frequency-wave number domain Fourier amplitudes of the displacement field at the free surface of a layered, anelastic half-space are established. The displacement field is caused by a seismic source described by a shear dislocation propagating with constant velocity over a rectangular fault (Haskell's model). Three-dimensional plane wave propagation is considered in the layered half-space using a propagator-based formalism. The wave radiation from the source is decoupled into P-SV and SH motions and the two problems are treated separately. First, analytic expressions are calculated for the displacement field at the free surface due to unidirectional unit impulses. Then, these expressions are used to compute solutions for the displacement field due to effective point sources associated with a pure strike slip and a pure dip slip. Finally, these solutions are combined and integrated over the rectangular fault area to establish closed-form analytic expressions of the total displacement field at the free surface. 相似文献
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打桩引起的地面振动的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了对打桩引起的地面振动进行研究,应用一维应力波理论建立了粘弹性成层土中等截面弹性桩的力学模型,得到了桩中任意一点处位移的半解析解。利用桩与土的相互作用将桩对土的作用力简化到各土层面上。在复阻尼理论和纳维方程的基础上,利用分层法得到了任意荷载作用下土的位移、速度和加速度的解。从而得到了打桩引起的地面振动的衰减特性。通过实测结果和计算结果的比较说明了该方法的可行性。 相似文献
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横观各向同性层状半空间中的弹性位错 总被引：1，自引：0，他引：1
本文在柱向量函数系下,利用传播矩阵法求解了层状横观各向同性半空间由内部点源位锚引起的变形;对六个基本点源位错,以等价体力法推出了横观各向同性情形下的点源函数,并且给出了内部任意剪切位错源引起的地表位移的积分表达式。为研究地球的层状结构,特别是其上部的横观各向同性对地表的地震位移、应变以及倾斜场的影响提供了计算公式。 相似文献
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柱面波在半空间中洞室周围的散射 总被引：2，自引：1，他引：1
采用一种间接边界积分方程法求解了柱面波在半空间中洞室周围的散射问题。通过边界条件的验算以及退化解答与精确解的比较,验证了本文方法的计算精度。文中主要分析了入射波频率、波源与洞室距离等参数对洞室附近地表位移响应和洞室动应力集中的影响,得出了一些有益的结论。 相似文献
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以Biot饱和多孔介质动力学理论为基础,利用Fourier Bessel级展开法,给出了饱和多孔介质半空间中半球形凹陷地形对入射平面SV波散射问题的解析解.利用这一解析解数值计算地表位移幅值,分析入射角、入射波频率对地表位移幅值的影响,并与现存的单相介质情况下三维半球形凹陷问题解析解进行对比得出如下结论：(1)本文两相介质模型与单相介质模型有很大区别;(2)入射角、入射频率对场地表面位移分量有重要影响;(3)随着入射角、入射频率的增大,地表位移分布变得更复杂,且放大效应比单相介质模拟结果更加显著. 相似文献