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相似文献
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1.
董俊  赵成刚 《地球物理学报》2005,48(6):1412-1421
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   

2.
圆弧形凹陷饱和土场地对平面P波散射问题的解析解   总被引:13,自引:7,他引:13       下载免费PDF全文
以Biot 饱和多孔介质动力学理论为基础,利用Fourier Bessel级数展开法, 得到饱和多孔介质半空间中圆弧形凹陷地形对平面P波的散射问题的解析解. 数值计算给出地表位移幅值,分析了入射波波长、入射角、圆弧高宽比对地表位移幅值的影响,并与现存的在单相介质情况下得到的结论进行对比.  相似文献   

3.
用Biot饱和多孔介质动力学理论模拟半球形两相饱和土沉积谷,用单相介质弹性动力学理论模拟周围半空间场地.利用Fourier Bessel 级数展开法,在频域内给出了半空间中半球形饱和土沉积谷场地在平面Rayleigh波入射下三维散射问题的解析解.利用这一解析解计算分析了入射波频率、场地特征(包括孔隙比)对地表位移幅值的影响,并与已有的三维半球形沉积谷场地在单相介质中的散射问题进行了对比分析.  相似文献   

4.
具有饱和土沉积层的充水河谷对平面波的散射   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
把波函数展开方法用于地震波散射问题的研究中,首次在频域内给出了具有饱和土沉积层的圆弧形充水河谷对平面P波和SV散射问题的解析解答. 其中半空间场地用单相介质弹性动力理论模拟,河谷中的饱和土沉积层用饱和多孔介质的Biot动力学理论模拟,河谷中的水用无黏性流体(理想流体)介质模拟. 文中还给出算例,计算了不同高宽比的河谷谷底的位移幅值,分析表明河谷地形的存在使得半空间介质表面的位移幅值随着观察点位置的变化变化较大.  相似文献   

5.
李伟华  赵成刚 《地震学报》2015,37(3):482-492
本文以Biot提出的流体饱和多孔介质波动理论为基础, 建立了成层地基模型, 把地下水位以下的饱和土层用水饱和多孔介质模拟, 地下水位以上土层用气饱和多孔介质模拟. 通过研究入射平面简谐波在成层地基中的传播, 分析了地下水位变化对地震地面运动的影响. 结果表明: P波入射下, 当土体骨架相对刚度较小时, 地下水位变化对地表位移尤其是竖向地表位移幅值影响较大, 随着地下水位的下降, 竖向位移逐渐增加, 相对应的峰值频率逐渐减小; 当土体骨架相对刚度较大时, 地下水位变化对地面运动影响不大.   相似文献   

6.
具有饱和土沉积层的充水河谷对平面瑞雷波的散射   总被引:4,自引:3,他引:1       下载免费PDF全文
针对具有饱和土沉积层的充水河谷对平面瑞雷波的散射问题,把半空间场地用单相弹性介质模拟,河谷中的饱和土沉积层用Biot饱和多孔介质动力理论模拟,河谷中的水假定为无黏性流体(理想流体),利用波函数展开法在频域内给出了具有饱和土沉积层的圆弧形充水河谷对平面瑞雷波散射问题的解析解答.文中给出了算例,计算了不同输入频率和高宽比时河谷谷底的位移幅值.算例表明由于具有饱和土沉积层的充水河谷存在,使得河谷谷底的位移幅值放大4倍多,并且它的幅值随着河谷谷底位置的不同而产生较大的变化.  相似文献   

7.
Rayleigh波在浅圆凹陷地形附近的散射:高频解答   总被引:4,自引:1,他引:4  
利用波函数展开法给出了Rayleigh波在浅圆凹陷地形附近散射的一个高频解析解,并分析了入射频率、凹陷地形宽度和深度等因素对波散射的影响。数值结果表明,由于Rayleigh波幅值随深度而衰减,凹陷地形表面位移幅值整体上较小,且随着凹陷地形深度的增加而减小;由于Rayleigh波幅值还随频率而衰减,随着入射频率的升高,凹陷地形表面位移幅值逐渐减小;由于凹陷地形的屏障作用,在人射波的近端,地表位移分布变得相对复杂,地表位移峰值出现在左角点附近,而在入射波远端,地表位移分布相对简单,地表位移峰值出现在距凹陷地形较远的地方。  相似文献   

8.
浅圆沉积谷地对瑞雷波的散射-高频解   总被引:12,自引:3,他引:12       下载免费PDF全文
利用波函数展开法给出了浅圆沉积谷地对瑞雷波散射的一个高频解析解,并分析了入射频率、沉积谷地宽度和深度等因素对波散射的影响. 数值结果表明,由于沉积谷地的影响, 在入射波的近端,地表位移分布变得相对复杂,但位移幅值并不大;而在入射波远端,地表位移分布相对简单,但位移幅值却相对较大,多数情况下高于沉积地表位移幅值.   相似文献   

9.
本文通过数值计算研究了入射平面P波在饱和半空间中洞室周围散射问题,分析了入射波频率和角度、边界渗透条件、孔隙率、泊松比等参数对散射的影响。研究表明,平面P波入射情况下,饱和半空间和单相(干土)半空间中洞室附近地表位移幅值的差别很大,干土情况的水平位移幅值相对较大,饱和情况的竖向地表位移幅值相对较大;由于波在洞室附近的干涉,饱和情况与干土情况的地表位移出现相位漂移。随着孔隙率的增大,洞室附近水平地表位移幅值逐渐减小,竖向地表位移幅值则逐渐增大;当孔隙率较低时,边界渗透条件对地表位移幅值的影响很小,而当孔隙率较大时,边界渗透条件的影响则不可忽视,不透水情况下,水平和竖向地表位移幅值的峰值均相对较大;随着入射频率的增加,孔隙率的影响逐渐增大,而且不透水情况下孔隙率的影响相对较大。随着泊松比的增大,洞室附近水平地表位移幅值逐渐降低,竖向地表位移幅值则逐渐增大;泊松比较小时,边界渗透条件对位移幅值的影响较大,泊松比较大时,边界渗透条件对位移幅值的影响则较小;随着入射频率的增加,泊松比的影响逐渐增大。当孔隙率较小时,半空间地表和洞室表面孔隙水压幅值较小,但空间变化比较剧烈,随着孔隙率的增大,孔隙水压逐渐增大但空间变化逐渐平缓;随着入射频率的增加,孔隙水压幅值逐渐增大,且孔隙水压的空间变化逐渐变得复杂。  相似文献   

10.
平面P波在饱和半空间中洞室周围的散射(II):数值结果   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文通过数值计算研究了入射平面P波在饱和半空间中洞室周围散射问题,分析了入射波频率和角度、边界渗透条件、孔隙率、泊松比等参数对散射的影响。研究表明,平面P波入射情况下,饱和半空间和单相(干土)半空间中洞室附近地表位移幅值的差别很大,干土情况的水平位移幅值相对较大,饱和情况的竖向地表位移幅值相对较大;由于波在洞室附近的干涉,饱和情况与干土情况的地表位移出现相位漂移。随着孔隙率的增大,洞室附近水平地表位移幅值逐渐减小,竖向地表位移幅值则逐渐增大;当孔隙率较低时,边界渗透条件对地表位移幅值的影响很小,而当孔隙率较大时,边界渗透条件的影响则不可忽视,不透水情况下,水平和竖向地表位移幅值的峰值均相对较大;随着入射频率的增加,孔隙率的影响逐渐增大,而且不透水情况下孔隙率的影响相对较大。随着泊松比的增大,洞室附近水平地表位移幅值逐渐降低,竖向地表位移幅值则逐渐增大;泊松比较小时,边界渗透条件对位移幅值的影响较大,泊松比较大时,边界渗透条件对位移幅值的影响则较小;随着入射频率的增加,泊松比的影响逐渐增大。当孔隙率较小时,半空间地表和洞室表面孔隙水压幅值较小,但空间变化比较剧烈,随着孔隙率的增大,孔隙水压逐渐增大但空间变化逐渐平缓;随着入射频率的增加,孔隙水压幅值逐渐增大,且孔隙水压的空间变化逐渐变得复杂。  相似文献   

11.
In this paper we analyse the two-dimensional scattering and diffraction of plane SH waves by a semi-elliptical canyon. The exact series solution of the problem, for general angle of incidence of the plane SH waves, has been used to examine the dependence of surface amplifications inside and near the canyon. The nature of ground motion has been found to depend on two key parameters: (a) The angle of incidence. (b) The ratio of the canyon width to the wave length of incident SH waves. For short incident waves surface displacement amplitudes change rapidly from one point to another, while for the long waves and shallow canyons displacement amplitudes display only minor departure from the uniform half-space amplification of 2. For shallow canyons and long incident waves, the angle of incidence introduces only minor changes into the overall behaviour of surface amplitudes. For deep canyons and nearly grazing incidences, a prominent shadow zone is realized behind the canyon.  相似文献   

12.
A method for calculating the two-dimensional scattering of incident SH waves by canyons of arbitrary shape is presented. The problem is formulated in terms of a Fredholm integral equation of the first kind with the integration path outside the boundary. Point-source discretization and a least-squares scheme are used. Numerical results are compared with the known analytic solution for a semi-cylindrical canyon. Spatial variations of surface amplitudes are computed for triangular and half-cycle sinusoidal canyons as well.  相似文献   

13.
饱和土沉积谷场地对平面SV波的散射问题的解析解   总被引:14,自引:8,他引:6       下载免费PDF全文
把波函数展开方法用于饱和多孔介质中波的传播的研究中,给出了不同土层界面条件(透水条件和不透水条件)下具有饱和土沉积层的圆弧形沉积河谷场地对平面SV波散射问题的解析解. 其中沉积谷软土场地用饱和多孔介质的Biot动力学理论模拟,半空间场地用单相介质弹性动力理论模拟. 对于入射角大于临界入射角时,产生的面波的波函数用有限Fourier级数展开,这种方法适用于较大的入射波频率范围,这是现存的数值方法所不能比拟的一大优点. 文中算例分析了入射波频率和入射角对地震地面运动的影响.  相似文献   

14.
A closed-form wave function analytic solution of two-dimensional scattering and diffraction of incident plane SH-waves by a fl exible wall on a rigid shallow circular foundation embedded in an elastic half-space is presented. This research generalizes the previous solution by Trifunac in 1972, which tackled only the semi-circular foundation, to arbitrary shallow circular-arc foundation cases, and is thus comparatively more realistic. Ground surface displacement spectra at higher frequencies are also obtained. As an analytical series solution, the accuracy and error analysis of the numerical results are also discussed. It was observed from the results that the rise-to-span ratio of the foundation profi le, frequency of incident waves, and mass ratios of different media(foundation-structure-soil) are the three primary factors that may affect the surface ground motion amplitudes near the structure.  相似文献   

15.
On the basis of Biot dynamic theory, an analytic solution of two-dimensional scattering and diffraction of plane SV waves by circular cylindrical canyons in a half space of saturated porous media is presented in this paper for the first time. The solution is obtained by employing the Fourier–Bessel series expansion technique. Parametric studies had been carried out, which includes: the angle of incidence, the frequency of the incident SV wave, the porosity of saturated porous medium and the stiffness and Poisson's ratio of the solid-skeleton. All the outcomes are useful for the seismic analysis of the surface topography conditions.  相似文献   

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