层状横观各向同性半空间中三维凹陷和盆地对地震波的散射

摘要

局部场地条件对地震动的影响一直是地震工程、地震学和地球物理等领域中的热点研究课题。然而目前的研究多集中于各向同性介质中，在各向异性介质中还很少。考虑到天然土体在长期沉积和风化作用下表现出明显的横观各向同性(TI)特性，将TI介质模型引入局部场地的地震响应研究有着重要的理论意义和工程指导价值。本文采用间接边界元方法（ffiE M)，对层状TI半空间中三维凹陷和盆地对地震波的散射问题展开了研究，其主要工作如下：
　　1、在层状TI半空间精确动力刚度矩阵基础上，推导出层状TI半空间中斜面均布荷载动力格林函数，通过与己有结果的比较，验证了格林函数的正确性，进而给出了频域和时域内格林函数的结果，分析了相关因素对格林函数的影响。
　　2、在动力刚度矩阵和动力格林函数的基础上，采用IBEM研究层状TI半空间中三维凹陷地形对qP、qSV和 SH波的散射问题。通过与己有结果的比较，验证了方法的正确性，并以均匀T I半空间和基岩上单一 TI土层中半球型凹陷为例，在频域内开展数值计算分析，探讨了 TI参数、入射波类型、入射角度和入射频率等因素对凹陷附近地表位移幅值的影响。
　　3、在三维凹陷对地震波散射研究的基础上，将 IBEM进一步拓展，求解了层状T I半空间中三维盆地对qP、qSV和 SH波的散射问题。通过与已有结果的比较，验证了方法的正确性，同样以均匀TI半空间和基岩上单一 TI土层中半球型沉积盆地为例，在频域内开展数值计算分析，研究了TI参数、入射波类型、入射角度和入射频率等因素对盆地附近地表位移幅值的影响。
　　研究表明，局部地形的存在对于场地附近的地表位移幅值有着显著的影响，并且这种影响与入射波类型、入射角度和场地条件等因素有着密切的联系；此外，在相同条件下，TI场地的动力响应和各向同性场地的动力响应之间存在显著的区别。

目录

声明

第一章 绪论

1 .1研究背景和意义

1 .2国内外研究现状

1 .3研究中存在的问题

1 .4本文课题的主要难点

2 .1引言

2 .2层状T I半空间的三维动力刚度矩阵

2 .3斜面均布荷载动力格林函数的求解思路

2 .4格林函 数的 具 体 求 解 步 骤 ：

2 .5格林函数的验证

2 .6算例分析

2 .7本章小结

3 .2计算模型

3 .3求解思路

3 .4方法验证

3 .5算例分析

3 .6本章小结

第 4章 层 状 TI半 空 间 中 三 维 盆 地 对 地 震 波 的 散 射

4 .1引言

4 .2问题描述和计算模型

4 .3求解思路

4 .4方法验证

4 .5算例分析

4 .6本章小结

第 5章 结 论 与 展 望

5 .1本文主要研究及结论

5 .2进一步工作的展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢