任意多个凸起地形对平面P波的散射

摘要

结合"分区契合"技术,采用间接边界元方法研究了任意多个凸起地形对平面P波的散射问题。求解中将模型分解为开口层状半空间域和多个凸起闭合域,同时将波场分解为自由波场和散射波场。自由波场由直接刚度法求得,而开口域和闭合域内的散射波场则通过在相应的边界上施加虚拟均布荷载,求解动力格林函数来模拟,虚拟荷载密度通过引入边界条件确定。该文通过与已有结果的比较验证了方法的正确性,进而开展数值计算,研究了两侧凸起高度、凸起间距和凸起个数对中间凸起及附近地表位移幅值的影响。数值结果表明:凸起间存在动力相互作用,使得多个凸起情况位移幅值显著大于单一凸起情况,多个凸起与单一凸起对应的位移幅值及放大谱均存在显著差异;两侧凸起的高度和凸起间距的改变,均使得凸起间动力相互作用机制发生了改变,进而改变了放大谱的峰值以及峰值频率。凸起个数对凸起间动力相互作用机制影响较小,不同凸起个数情况对应的放大谱峰值频率非常接近;两侧凸起高度的增大、凸起间距的减小以及凸起个数的增多,会使得凸起间动力相互作用进一步加强,位移幅值较大且空间分布更为复杂。