地震波斜入射下水平成层覆盖层地基波动输入研究 被引量：2

1

作者 王飞 宋志强 +4 位作者 刘云贺 李闯 李正贵 胡安奎 田庆 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期248-256,共9页

覆盖层具有土体动力非线性和结构成层特征,地震波斜入射下覆盖层地基自由场计算难度增大、人工边界吸能能力受到限制,制约了地震波动输入精度和应用。以水平成层覆盖层为研究对象,引入势函数理论,构建了地震波斜入射下顶层幅值矩阵与任... 覆盖层具有土体动力非线性和结构成层特征,地震波斜入射下覆盖层地基自由场计算难度增大、人工边界吸能能力受到限制,制约了地震波动输入精度和应用。以水平成层覆盖层为研究对象,引入势函数理论,构建了地震波斜入射下顶层幅值矩阵与任意层幅值矩阵之间的动态传递关系,获得土体时域应变;基于二维应变状态理论,采用等效线性化法反映土体动力非线性,建立了地震波斜入射下非线性水平成层覆盖层地基自由场解析计算方法。利用作者发展的非线性黏弹性人工边界单元模拟远域辐射阻尼效应,近场波动分析中边界单元参数随内层土体单元动剪应变变化,边界单元吸能能力达到最优。结合解析自由场转换得到的等效输入荷载,建立了适用于地震波斜入射下非线性水平成层覆盖层地基地震波动输入方法。该方法能够依据深部斜入射波和地表地震动实现覆盖层地基波动输入,依据地表地震动实现波动输入是避免了通过基底地震动正演自由场等过程。研究了弹性水平双层和非线性水平多层覆盖层地基地震响应,结果表明,波动输入计算获得位移和应力均与解析解有较高拟合度,计算精度高,可为水平成层覆盖层地基上土石坝地震响应研究提供基础。 展开更多

关键词 水平成层覆盖层 土体非线性 地震波斜入射 自由场 波动输入

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地震波斜入射情形下水平成层半空间自由场的时域计算 被引量：22

2

作者 李山有 王学良 周正华 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期372-376,共5页

在应用有限元模拟地震工程中的波动散射问题时,为了计算边界节点的运动和实现波动能量的输入,必须首先确定边界节点的内行波场即背景水平成层半空间的自由场。利用显式有限差分法的内节点位移计算公式和基于水平成层介质波动传播特点建... 在应用有限元模拟地震工程中的波动散射问题时,为了计算边界节点的运动和实现波动能量的输入,必须首先确定边界节点的内行波场即背景水平成层半空间的自由场。利用显式有限差分法的内节点位移计算公式和基于水平成层介质波动传播特点建立的相邻节点间自由场运动的关系式,给出了计算水平成层半空间自由场的时域方程(以入射侧边界节点为例)。本方法是显式有限元意义上的数值精确解,可应用于近场波动数值模拟中内行波场与散射波场的时域同步模拟。 展开更多

关键词 地震波斜入射 水平成层半空间 自由场 有限元模拟 波动散射 边界节点 时域计算 数值模拟

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水平成层场地基本周期的估算公式 被引量：23

3

作者 齐文浩 薄景山 刘红帅 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期779-784,共6页

针对已有场地基本周期简化公式不适用含软夹层场地的问题,从振动的角度推导出能反映土层结构影响的场地基本周期估算公式。根据自振周期相等的原则,推导出单层土场地简化为单自由度体系的等效高度系数;以水平成层场地中任一土层厚度与... 针对已有场地基本周期简化公式不适用含软夹层场地的问题,从振动的角度推导出能反映土层结构影响的场地基本周期估算公式。根据自振周期相等的原则,推导出单层土场地简化为单自由度体系的等效高度系数;以水平成层场地中任一土层厚度与这一系数之积作为体系高度,将场地简化为相应的单自由度体系,定义体系的自振周期为该土层的贡献基本周期,场地中所有土层贡献基本周期的平方和开平方即为场地的基本周期,并推导出相应的计算公式。检验结果表明,所推导公式不仅能够合理地反映土层结构对场地基本周期的影响,而且对实际工程场地基本周期的估算结果亦较已有公式的结果更接近地脉动测试结果。公式可用于估算水平成层场地的基本周期。 展开更多

关键词 水平成层场地 基本周期 单自由度体系 土层结构 等效高度系数

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水平成层场地动力特性研究 被引量：3

4

作者 范刚 张建经 +2 位作者 周立荣 王志佳 付晓 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1121-1130,共10页

为了探究地震波作用下水平成层场地的动力响应特征，设计并开展了水平成层场地的大型振动台模型试验，并基于希尔伯特一黄变换对水平成层场地在时域和频域的响应进行了研究．研究结果表明：地震波在水平成层场地内自下而上传播过程中被... 为了探究地震波作用下水平成层场地的动力响应特征，设计并开展了水平成层场地的大型振动台模型试验，并基于希尔伯特一黄变换对水平成层场地在时域和频域的响应进行了研究．研究结果表明：地震波在水平成层场地内自下而上传播过程中被放大，场地表层碎石土层对地震波的放大效应强于下覆软岩层和硬岩层，碎石土层加速度放大系数达到5．94；地震波从硬岩层传人软岩层时，高频成分（27～40Hz）被吸收，低频成分（0—22Hz）被放大，地震波从软岩层传入碎石土层时，7—27Hz频段进一步被放大，同时，碎石土层内的地震波表现出双卓越周期特性；反应谱峰值随着输入地震波幅值的增大而增大；软岩地层在反应谱周期r≤0．3s部分表现出衰减效应，在周期T〉0．3s部分，自下而上3个地层的反应谱表现出放大效应；碎石土层／软岩层分界面对地震波能量具有一定的聚集和放大作用；软岩层／硬岩层分界面对地震波的能量仅仅表现为聚集作用；在碎石土层内，地震波的能量被放大，Hilbert能量谱由单峰发展为三峰，峰值在时间轴上向坐标轴正方向发散，在频率轴上由低频向高频移动． 展开更多

关键词 水平成层场地 地震动响应 振动台

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水平成层土坡破坏机理及稳定性分析 被引量：12

5

作者 王志斌 姚亮 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1915-1922,共8页

采用室内模型试验及极限分析上限法对水平成层土坡破坏机理与稳定性进行研究。首先,构建室内模型分别模拟不同边坡高度与不同分层厚度条件下的水平成层土质边坡,分析在坡顶条形荷载作用下坡顶与坡面位移-荷载变化规律、极限承载力及破... 采用室内模型试验及极限分析上限法对水平成层土坡破坏机理与稳定性进行研究。首先,构建室内模型分别模拟不同边坡高度与不同分层厚度条件下的水平成层土质边坡,分析在坡顶条形荷载作用下坡顶与坡面位移-荷载变化规律、极限承载力及破坏面形态和位置。基于极限分析上限法基本原理,针对水平成层土质边坡圆弧+直线的破坏模式建立机动容许速度场,推导该类边坡在坡顶条形荷载作用下极限承载力的求解公式,并将室内试验结果与数值分析结果进行对比分析。研究结果表明:水平成层土质边坡在坡顶条形荷载作用下的破坏模式为圆弧+直线组合式,其滑动面由凹向边坡体内部的圆弧曲面和平面2部分组成,圆弧曲面上端位于加载梁后缘处,下端处于填土分层处,平面为填土分层交界面;上限法在求解水平成层土质边坡稳定性问题上具有一定的合理性。 展开更多

关键词 水平成层土坡 破坏机理 稳定性 模型试验 极限分析上限法 滑动面

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水平成层土层地震反应分析的一维有限元方法 被引量：11

6

作者 邬都 楼梦麟 《震灾防御技术》 2008年第1期45-52,共8页

本文提出了一种计算水平成层土层地震反应的一维有限元算法。并从理论上对它的分析步骤以及与一维波动方法相比的优越性进行了阐述。最后通过数值算例计算表明,该方法具有较高的精确性和良好的工程实用性。

关键词 水平成层 土层 地震反应 一维有限元

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水平成层场地地震反应的集中质量切比雪夫谱元分析方法 被引量：1

7

作者 王竞雄 李鸿晶 邢浩洁 《地震学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期76-86,共11页

提出了一种用于水平成层场地地震反应分析的时域高阶显式算法.首先,将覆盖土层和基岩划分为若干个切比雪夫谱单元,在模型底部设置多次透射人工边界;其次,以切比雪夫正交多项式构建高阶单元位移模式,通过高斯-洛巴托积分严格导出对角形... 提出了一种用于水平成层场地地震反应分析的时域高阶显式算法.首先,将覆盖土层和基岩划分为若干个切比雪夫谱单元,在模型底部设置多次透射人工边界;其次,以切比雪夫正交多项式构建高阶单元位移模式,通过高斯-洛巴托积分严格导出对角形式的切比雪夫谱单元集中质量矩阵,结合中心差分时域逐步积分格式,建立了高效的集中质量切比雪夫谱元波动模拟方法;最后,利用日本Kik-net强震台网提供的不同类型场地上获得的实际地震观测记录检验了本文方法的有效性.该方法避免了传统切比雪夫谱元法由于具有一致质量矩阵形式而造成的计算效率不高的问题.数值结果表明,本文方法能够较好地预测Ⅰ_(1),Ⅱ和Ⅳ类场地在较弱地震和中等强度地震作用下的地面运动特征,每个波长内仅需布置少量单元即可取得较高精度的计算结果. 展开更多

关键词 水平成层场地 地震反应分析 集中质量 切比雪夫谱单元 显式方法

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基于波动理论的水平成层场地地震波反演分析

8

作者 刘金光 黄维平 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第S2期179-182,188,共5页

推导水平成层线粘弹性土体中垂直入射的剪切波的水平位移方程,按波动理论在频域内进行了反演分析;把地表测得的地震加速度记录通过Fourier变换,在频域内进行反演计算,求得地层某深度处(或基岩处)的地震加速度;通过Fourier反变换求得结... 推导水平成层线粘弹性土体中垂直入射的剪切波的水平位移方程,按波动理论在频域内进行了反演分析;把地表测得的地震加速度记录通过Fourier变换,在频域内进行反演计算,求得地层某深度处(或基岩处)的地震加速度;通过Fourier反变换求得结构地震反应分析中所需的地震动。结果表明,在结构地震反应分析中对地震动记录进行反演分析是必要的。 展开更多

关键词 波动方程 地震波 反演分析 水平成层场地

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水平成层围岩隧道塌方预防研究 被引量：3

9

作者 陈志 《铁道建筑》 北大核心 2009年第12期46-49,共4页

通过包西铁路水平成层围岩隧道施工,分析隧道塌方原因和机理,找出塌方规律,有针对性地提出预防措施,对类似工程具有较好的借鉴意义。

关键词 包西铁路 水平成层围岩 双线隧道 塌方 预防

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成层半空间出平面自由波场的一维化时域算法 被引量：45

10

作者 刘晶波 王艳 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期219-225,共7页

提出了一种计算出平面SH波斜入射时弹性水平成层半空间中自由波场时域计算的一维化有限元方法．在进行有限元网格划分时,竖向单元取满足有限元模拟精度的任意尺寸,水平向网格尺寸由时间离散步长和水平视波速确定,并自动进行虚拟网格划... 提出了一种计算出平面SH波斜入射时弹性水平成层半空间中自由波场时域计算的一维化有限元方法．在进行有限元网格划分时,竖向单元取满足有限元模拟精度的任意尺寸,水平向网格尺寸由时间离散步长和水平视波速确定,并自动进行虚拟网格划分．基底设置人工边界,并将波动输入转化为等效荷载施加在边界节点上．然后将集中质量有限元法和中心差分法相结合建立节点运动方程,并将水平方向相邻节点的运动用该节点相邻时刻的运动表示,从而将求解节点运动的二维方程组转化为一维方程组．求解此方程组,即得到自由场中竖向一列节点的运动．最后根据行波传播的特点,可方便地确定全部自由波场．理论分析和数值算例表明,该方法具有较高的精度和良好的稳定性． 展开更多

关键词 水平成层半空间 斜入射 显式有限元法 Snell定律 人工边界 虚拟划分

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水平土层地震反应分析考虑频率相关性的等效线性化方法 被引量：35

11

作者 蒋通 邢海灵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期218-224,共7页

工程场地非线性地震反应分析中,等效线性化方法因原理相对简单、参数获取方便而得到广泛应用。但这种方法算得的地面最大加速度值以及高频段的频响放大倍率与实测结果有较大差异。首先对比分析了几种考虑频率相关性等效线性化方法的原理... 工程场地非线性地震反应分析中,等效线性化方法因原理相对简单、参数获取方便而得到广泛应用。但这种方法算得的地面最大加速度值以及高频段的频响放大倍率与实测结果有较大差异。首先对比分析了几种考虑频率相关性等效线性化方法的原理,对频率相关性的实质进行了初步探讨。在分析具有竖向钻孔地震记录的场地土层应变频谱特征基础上,采用谱平滑化方法进行标准化应变谱曲线拟合,从而得到考虑频率相关性的新方法。通过改造DYNEQ程序得到各种方法的计算程序,并用新方法与其他方法分析了有竖向钻孔地震记录场地的非线性地震反应。分析结果表明:考虑频率相关性后的计算方法比传统方法均有所改善,本文新方法表现出良好的适用性。 展开更多

关键词 等效线性化方法 频率相关性 水平成层场地 地震反应分析

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成层场地由基岩反应谱直接计算地表反应谱的等效线性化方法 被引量：4

12

作者 邢海灵 蒋通 +1 位作者 姚东生 耿传智 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2337-2344,共8页

以太平洋地震工程中心NGA强震数据库为基础,同时收集并分析处理了2008年汶川地震和2011年日本太平洋冲地震的强震记录。通过对近4000个水平地震记录的分析,获得了水平地震动峰值速度(PGV)与阻尼比5%的最大拟速度谱值的简便统计关系式,... 以太平洋地震工程中心NGA强震数据库为基础,同时收集并分析处理了2008年汶川地震和2011年日本太平洋冲地震的强震记录。通过对近4000个水平地震记录的分析,获得了水平地震动峰值速度(PGV)与阻尼比5%的最大拟速度谱值的简便统计关系式,并与已有研究进行对比验证了该公式的适用性。为了将该公式应用到场地地震反应分析中,用该关系式对近场强震记录进行了回归分析并验证了其适用性。对于水平成层场地,利用笔者提出的PGV与最大拟速度谱的关系式以及速度与应变的近似关系,可由该层的反应谱计算其等效应变,从而可按照等效线性化方法的原理求得传递函数。以加速度反应谱与功率谱密度函数之间的相互转换关系为基础,以功率谱为载体,假定输入地震动为平稳随机过程,根据随机振动理论可由传递函数和输入功率谱算得各层的反应谱。对实际工程场地和竖向钻孔场地的分析表明,该方法有较好的计算精度和适用性。 展开更多

关键词 反应谱 地震动峰值速度 功率谱密度函数 等效线性化方法 水平成层场地

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岩体变形试验分层弹模计算的工程应用 被引量：9

13

作者 张漫 王志旺 李迪 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2003年第6期41-43,共3页

传统的承压板法变形试验只适合于半无限均匀岩体,不能计算成层岩体中的断层、夹层的弹性模量,必须研究水平成层岩体的分层弹模计算方法,以便分别计算出每一层的弹性参数。为此,利用积分变换求解双调和方程的方法,找到了柔性或固性承压... 传统的承压板法变形试验只适合于半无限均匀岩体,不能计算成层岩体中的断层、夹层的弹性模量,必须研究水平成层岩体的分层弹模计算方法,以便分别计算出每一层的弹性参数。为此,利用积分变换求解双调和方程的方法,找到了柔性或固性承压板加压、中心孔法和表面位移法量测位移条件下的解。工程应用证明,方法行之有效,且有常规方法无法替代的优点。 展开更多

关键词 柔性承压板 变形试验 水平成层地基 位移反分析 弹性模量 变形模量 水电工程

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非一致激励条件下工程场地地震动相干函数的数值模拟——Ⅱ分析方法的应用 被引量：1

14

作者 陈原 李杰 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2006年第1期36-42,共7页

在文《非一致激励条件下工程场地地震动相干函数的数值模拟———Ⅰ分析原理和方法》中,通过将随机振动的虚拟激励原理与工程波动理论散射问题的求解方法相结合,提出了开放系统中非一致激励条件下工程场地地震动随机场的数值模拟方法。... 在文《非一致激励条件下工程场地地震动相干函数的数值模拟———Ⅰ分析原理和方法》中,通过将随机振动的虚拟激励原理与工程波动理论散射问题的求解方法相结合,提出了开放系统中非一致激励条件下工程场地地震动随机场的数值模拟方法。本文将建议方法应用于具有非一致随机激励的复杂工程场地的地震动相干函数分析之中,讨论了受局部场地条件影响的地震动相干函数的若干特征。 展开更多

关键词 非一致激励 相干函数 水平成层场地 表面不规则场地 侧向不均匀场地 局部场地效应

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