平面P波入射半无限介质空间域划分及运动偏振特征

论文摘要

针对地震动空间差异问题,基于波动理论和叠加原理,通过解析方法研究入射地震波在场址内形成地震动的空间差异及运动偏振特征。以平面P波在半无限介质内倾斜入射为例开展研究。首先依据质点运动的叠加模式差异将半无限介质空间域划分为叠加区和分离区,并给出分界线的解析表达式。然后以无量纲量叠加区范围系数为基础研究P波倾斜入射情况下分界线的控制参数。最后对自由面、叠加区和分离区特征质点的运动空间差异和偏振特征进行研究。结果显示,在P波倾斜入射时,叠加区与分离区的分界线可能由入射P波(PI)、反射P波(PR)和反射SV波(SR)中任意两条地震波的分离线控制。得到临界角的隐式解析表达式,当入射角小于临界角时分界线由PR和SR的分离线控制;当入射角大于临界角时分界线由PI和PR的分离线控制;当PR幅值系数为0时,分界线由PI和SR的分离线控制。平面P波倾斜入射时,自由面质点运动偏振特征与入射波偏振特征存在一一对应关系;在叠加区和分离区,单波贡献时段质点运动的偏振特征与对应地震波偏振特征一致,多波贡献时段质点运动偏振特征表现出复杂的时变特征。

论文目录

• 1 引言
• 2 地震波叠加模式及质点运动偏振特征
• 3 基于叠加模式的空间区域划分
•   3.1 平面P波入射反射系数
•   3.2 空间特征区域
•   3.3 叠加区范围系数
•   3.4 临界角变化
•   3.5 系数a2控制情况
• 4 半无限介质内质点运动偏振特征
•   4.1 半无限介质内质点运动表达式
•   4.2 质点运动偏振角
•   4.3 自由面质点运动偏振特征
•   4.4 叠加区与分离区质点运动偏振特征
• 5 验证与案例分析
•   5.1 介质参数及入射地震波
•   5.2 验证
•   5.3 质点运动空间差异
•   5.4质点运动偏振特征
• 6 讨论
• 7 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 何卫平,周宜红,赵春菊

关键词: 水利工程,平面波,半无限空间,空间域划分,偏振特征

来源: 岩石力学与工程学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 水利水电工程

单位: 三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室,三峡大学水利与环境学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51809152),湖北省水电工程施工与管理重点实验室(三峡大学)开放基金(2016KSD16)~~

分类号: TV22

DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2018.0970

页码: 321-331

总页数: 11

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