横观各向同性沉积谷地对平面qP和qSV波的放大作用

摘要

采用间接边界元方法(IBEM)结合"分区契合"技术研究了横观各向同性(TI)介质沉积谷地对平面qP和qSV波的散射问题.方法中精确动力刚度矩阵的引入使得问题求解不受土层厚度的限制,而均布斜线荷载动力格林函数的引入避免了传统边界元方法中的奇异性问题,因而方法具有较高精度.文中通过与各向同性介质结果的比较验证了方法的正确性,并以各向同性单一土层半空间中梯形截面TI介质沉积谷地为例,在频域内进行了数值计算分析.研究表明:TI介质与各向同性介质沉积谷地对qP和qSV波的放大效应差异显著,TI介质参数对位移幅值的空间分布及其大小均有着重要的影响;TI介质参数的变化导致了谷地动力特性的改变,进而改变了谷地与半空间的动力相互作用机制,表现为不同TI介质参数对应的谷地表面位移幅值放大谱的峰值及其峰值频率均明显不同.为更精确的评估沉积谷地对地震动的放大效应,应充分考虑介质的TI性质.