【摘 要】
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在场地地震反应研究中,越来越多的研究表明来自基岩的地震波是以某一角度传播的SV波,所引起的场地效应与垂直入射的地震波有明显不同。但是,目前对SV波的研究多局限于临界角内,对SV波入射角超过临界角时引起的场地效应研究不足。为了将SV波入射角扩大至临界角范围,开展了斜入射SV波作用下的场地震效应的研究。以SV波斜入射作用下的无限均匀弹性半空间为研究对象,基于地震动力学和运动学相关理论,分析了SV波的传
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在场地地震反应研究中,越来越多的研究表明来自基岩的地震波是以某一角度传播的SV波,所引起的场地效应与垂直入射的地震波有明显不同。但是,目前对SV波的研究多局限于临界角内,对SV波入射角超过临界角时引起的场地效应研究不足。为了将SV波入射角扩大至临界角范围,开展了斜入射SV波作用下的场地震效应的研究。以SV波斜入射作用下的无限均匀弹性半空间为研究对象,基于地震动力学和运动学相关理论,分析了SV波的传播路径、反射系数、波型转换、震动时程等波场特征;按照入射角与临界角的关系,分别建立入射角小于、等于、大于临界角时的场地震动模型,基于波场叠加原理推求得到斜入射SV波引起场地震动的理论计算式,应用matlab软件编制了相应的计算程序,通过具体案例验证该程序的可靠性和适用性;应用此计算程序计算分析入射角、泊松比、深度对场地震动的影响,据此研究了斜入射SV波作用下的场地地震效应。研究结果表明:(1)当SV波入射角小于临界角时,引起的场地震动可以在时间域计算得到:当SV波入射角大于临界角时,由于反射系数以及P波反射角的余弦值都不再是实数,因此SV波引起的场地震动宜在频率域计算得到。(2)当SV波入射角大于临界角时,反射P波形成沿地面传播的滑行波。在通常情况下,与发生全反射的SV波相比,此滑行波对场地震动影响不大,其作用可以忽略。(3)尽管SV波引起的水平地震动大小与其入射角关系复杂,但是总体上存在两个极大值,分别对应于入射角等于零和等于临界角时,且前者小于后者。当入射角接近临界角时,水平地震动急剧增大,在临界角处达到最大值,此后迅速锐减。(4)水平地震动随着场地泊松比的减小而增大,而且当入射角接近临界角时表现更为显著,表明在SV波在接近临界角入射时,坚硬场地的震动比相对松软场地会更强烈。(5)不同深度下的场地地震反应与入射SV波的波长有关,主要表现为在1/4波长深度范围内,深度变化对幅值影响较大。大于1/4小于1/2波长深度范围内,情况较为复杂。
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