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基于Davidenkov本构模型的三维沉积盆地非线性地震动谱元法模拟
1
作者
巴振宁
赵靖轩
+1 位作者
桑巧稚
梁建文
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期1387-1397,共11页
为研究三维沉积盆地内低波速土体非线性反应对近断层地震动的影响,实现基于物理的全过程(震源破裂-地震波传播-复杂场地效应-近地表土体非线性反应)三维复杂场地地震动模拟,在谱元SPECFEM3D程序中进行二次开发,采用目前具有丰富工程应...
为研究三维沉积盆地内低波速土体非线性反应对近断层地震动的影响,实现基于物理的全过程(震源破裂-地震波传播-复杂场地效应-近地表土体非线性反应)三维复杂场地地震动模拟,在谱元SPECFEM3D程序中进行二次开发,采用目前具有丰富工程应用且适用于不同土类的三参数Martin-Seed-Davidenkov本构模型,结合已有的不规则加卸载准则,通过在程序中修改每个显式时间步下的应力增量,实现了土体剪切模量的实时更新和加卸载拐点的有效识别,将土体的非线性特性纳入到三维复杂场地地震动模拟中。首先将建立的三维模型通过施加合理边界退化至一维,与一维非线性动力分析软件DEEPSOIL的结果进行了对比,验证了开发的正确性;进而将开发的程序应用于中国滇西南地区施甸盆地的非线性地震动模拟,并与相应的线性结果进行了对比。结果显示,受土体非线性的影响,施甸地区PGA和PGV较线性结果峰值均降低,且非线性土体对PGV的影响更加明显,较线性结果最大降低约30%;沉积非线性使沉积内部观测点的速度及其反应谱幅值降低,且特征频率向长周期方向移动。
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关键词
非线性地震反应
三维沉积盆地
Davidenkov本构模型
谱元法
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职称材料
点震源作用下三维沉积盆地地震动谱元模拟
被引量:
9
2
作者
刘中宪
苗岳云
陈頔
《世界地震工程》
CSCD
北大核心
2020年第2期200-208,共9页
基于高精度谱元法(SEM),以半空间中椭球形沉积盆地为例,研究了点震源作用下三维沉积盆地的地震响应。研究结果表明:沉积盆地对地震动幅值有显著的放大效应,对地震持时有明显的增长效应,地震动空间分布规律受控于震源频率和近断层倾角等...
基于高精度谱元法(SEM),以半空间中椭球形沉积盆地为例,研究了点震源作用下三维沉积盆地的地震响应。研究结果表明:沉积盆地对地震动幅值有显著的放大效应,对地震持时有明显的增长效应,地震动空间分布规律受控于震源频率和近断层倾角等因素。主要体现为以下几点:(1)震源函数主频率较高时,沉积盆地内部出现多个波峰波谷,局部聚焦增强,放大效应显著,如震源频率为2Hz时在沉积盆地中心位置的加速度峰值可达1Hz时的5.6倍;(2)随着断层倾角的增大,断层上盘效应逐渐减弱,地表加速度的峰值在逐渐减小,30°倾角断层沉积盆地中心的加速度达1.96m/s^2,是90°倾角断层加速度值的5.2倍;(3)震源频率和断层倾角对位移的影响没有对加速度的显著。
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关键词
点震源作用
三维沉积盆地
近断层
谱元法
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职称材料
基于快速多极子间接边界元法的城市区域沉积盆地三维地震响应宽频模拟
被引量:
5
3
作者
刘中宪
张征
+2 位作者
王少杰
梁建文
王海良
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期4101-4110,共10页
针对城市区域沉积盆地三维地震动模拟问题,发挥边界元法处理无限域波动问题的独特优势和快速多极算法(FMM)处理大规模问题的特性,形成适用于宽频、高自由度模型的快速多极子间接边界元法(FMM-IBEM)。通过精度对比和效率验证发现,FMM-IBE...
针对城市区域沉积盆地三维地震动模拟问题,发挥边界元法处理无限域波动问题的独特优势和快速多极算法(FMM)处理大规模问题的特性,形成适用于宽频、高自由度模型的快速多极子间接边界元法(FMM-IBEM)。通过精度对比和效率验证发现,FMM-IBEM可精确高效地实现三维复杂场地地震动宽频模拟,同时大幅度降低存储量和计算量。采用该方法对某含起伏基岩面的三维复杂形状沉积盆地进行频域和时域分析,结果表明:入射频率、盆地形状和盆地内部的位置点对沉积盆地地表位移放大作用均有不同程度的影响;总体上低频域的放大作用高于高频域;频谱曲线呈现多个共振频段;沉积盆地中部和边缘处地表位移放大效应差别显著。重要工程选址宜避开沉积盆地中地震能量积聚区域。
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关键词
三维沉积盆地
地震响应
FMM-IBEM
地震波
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职称材料
题名
基于Davidenkov本构模型的三维沉积盆地非线性地震动谱元法模拟
1
作者
巴振宁
赵靖轩
桑巧稚
梁建文
机构
滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室
天津大学中国地震局地震工程综合模拟与城乡抗震韧性重点实验室
天津大学土木工程系
同济大学地下建筑与工程系
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期1387-1397,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52178495)
国家自然科学基金地震科学联合基金(重点)项目(U2139208)。
文摘
为研究三维沉积盆地内低波速土体非线性反应对近断层地震动的影响,实现基于物理的全过程(震源破裂-地震波传播-复杂场地效应-近地表土体非线性反应)三维复杂场地地震动模拟,在谱元SPECFEM3D程序中进行二次开发,采用目前具有丰富工程应用且适用于不同土类的三参数Martin-Seed-Davidenkov本构模型,结合已有的不规则加卸载准则,通过在程序中修改每个显式时间步下的应力增量,实现了土体剪切模量的实时更新和加卸载拐点的有效识别,将土体的非线性特性纳入到三维复杂场地地震动模拟中。首先将建立的三维模型通过施加合理边界退化至一维,与一维非线性动力分析软件DEEPSOIL的结果进行了对比,验证了开发的正确性;进而将开发的程序应用于中国滇西南地区施甸盆地的非线性地震动模拟,并与相应的线性结果进行了对比。结果显示,受土体非线性的影响,施甸地区PGA和PGV较线性结果峰值均降低,且非线性土体对PGV的影响更加明显,较线性结果最大降低约30%;沉积非线性使沉积内部观测点的速度及其反应谱幅值降低,且特征频率向长周期方向移动。
关键词
非线性地震反应
三维沉积盆地
Davidenkov本构模型
谱元法
Keywords
nonlinear seismic response
three-dimensional sedimentary basin
Davidenkov constitutive model
spectral element method
分类号
TU435 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
点震源作用下三维沉积盆地地震动谱元模拟
被引量:
9
2
作者
刘中宪
苗岳云
陈頔
机构
天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室
天津市地震工程研究所
出处
《世界地震工程》
CSCD
北大核心
2020年第2期200-208,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51678390)
天津市应用基础与前沿研究计划重点项目(15JCZDJC39900)共同资助。
文摘
基于高精度谱元法(SEM),以半空间中椭球形沉积盆地为例,研究了点震源作用下三维沉积盆地的地震响应。研究结果表明:沉积盆地对地震动幅值有显著的放大效应,对地震持时有明显的增长效应,地震动空间分布规律受控于震源频率和近断层倾角等因素。主要体现为以下几点:(1)震源函数主频率较高时,沉积盆地内部出现多个波峰波谷,局部聚焦增强,放大效应显著,如震源频率为2Hz时在沉积盆地中心位置的加速度峰值可达1Hz时的5.6倍;(2)随着断层倾角的增大,断层上盘效应逐渐减弱,地表加速度的峰值在逐渐减小,30°倾角断层沉积盆地中心的加速度达1.96m/s^2,是90°倾角断层加速度值的5.2倍;(3)震源频率和断层倾角对位移的影响没有对加速度的显著。
关键词
点震源作用
三维沉积盆地
近断层
谱元法
Keywords
point seismic source effect
three-dimensional sedimentary basin
near-fault
spectrum element method(SEM)
分类号
P315.9 [天文地球—地震学]
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职称材料
题名
基于快速多极子间接边界元法的城市区域沉积盆地三维地震响应宽频模拟
被引量:
5
3
作者
刘中宪
张征
王少杰
梁建文
王海良
机构
天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室
河北建研科技有限公司
天津大学土木工程系
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期4101-4110,共10页
基金
国家自然科学基金(No.51678390)
天津市自然基金重点项目(No.18JCZDJC39200)
天津市科技支撑计划重点项目(No.17YFZCSF01140)~~
文摘
针对城市区域沉积盆地三维地震动模拟问题,发挥边界元法处理无限域波动问题的独特优势和快速多极算法(FMM)处理大规模问题的特性,形成适用于宽频、高自由度模型的快速多极子间接边界元法(FMM-IBEM)。通过精度对比和效率验证发现,FMM-IBEM可精确高效地实现三维复杂场地地震动宽频模拟,同时大幅度降低存储量和计算量。采用该方法对某含起伏基岩面的三维复杂形状沉积盆地进行频域和时域分析,结果表明:入射频率、盆地形状和盆地内部的位置点对沉积盆地地表位移放大作用均有不同程度的影响;总体上低频域的放大作用高于高频域;频谱曲线呈现多个共振频段;沉积盆地中部和边缘处地表位移放大效应差别显著。重要工程选址宜避开沉积盆地中地震能量积聚区域。
关键词
三维沉积盆地
地震响应
FMM-IBEM
地震波
Keywords
3D alluvial basin seismic response
FMM-IBEM
seismic wave
分类号
TU435 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Davidenkov本构模型的三维沉积盆地非线性地震动谱元法模拟
巴振宁
赵靖轩
桑巧稚
梁建文
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
点震源作用下三维沉积盆地地震动谱元模拟
刘中宪
苗岳云
陈頔
《世界地震工程》
CSCD
北大核心
2020
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于快速多极子间接边界元法的城市区域沉积盆地三维地震响应宽频模拟
刘中宪
张征
王少杰
梁建文
王海良
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
5
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职称材料
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0
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