考虑土层放大作用的近断层地震地面运动研究

论文摘要

近场地震相对于远场地震具有特殊的作用效应且地震中财产损失和伤亡人数大多集中在近场区域,分析近场地震作用下的地面运动具有重要的现实意义。土层的存在是加剧近场地面运动的因素,在近断层地震地面运动研究中,考虑客观土层存在并研究土层对地面运动放大作用的研究较少,考虑土层放大作用的近断层地震地面运动研究具有重要理论意义。研究内容及结果如下:研究了有限断层震源模型在理想模型地面运动数值模拟中的运用,应用ABAQUS有限元分析软件建立不考虑土层的自由场模型和考虑地表沉积土层的模型,通过模拟近断层地震发生时的地表不同位置接收点的地面运动,对比两组模型的数据得到土层对于地面运动的放大作用。研究结果表明:在考虑土层和不考虑土层两种情况下,上盘水平方向的地震动加速度幅值（peak ground acceleration,文中简称PGA）大于下盘水平方向的PGA值。具体来讲,上盘接收点的PGA分布在0.4～1.8m·S-2;而下盘接收点的PGA大部集中在0.4 m·s-2以下,只有几个点的PGA值超过了 0.4 ms-2。上盘和下盘的不同空间点处的PGA,地震动速度峰值（peak ground velocity,文中简称PGV）以及地震动位移峰值（peak ground displacement,文中简称PGD）都随空间位置的变化出现明显的波动现象;理想模型地表沉积土层对地面运动有放大作用,具体来说:对于PGA的放大倍数主要集中在1～3倍之间;对于PGV的放大倍数主要集中在1～2倍之间:对于PGD的放大倍数不是特别明显但也有一定的放大作用。不同的土层厚度对近断层地震的地面运动的放大作用存在规律。研究了渭河盆地断层破裂引起的渭河盆地近断层地面运动,数值模拟中考虑了渭河盆地的实际地表沉积土层。研究结果表明:上盘的PGA值大于下盘的PGA值,出现上下盘效应。具体来讲,上盘接收点的PGA分布在0.1～1.5 m.S-2之间;而下盘接收点的PGA则分布在0.1～1.1 m·s-2之间。上盘和下盘不同空间点处的PGA值随空间变化出“波动”现象;渭河盆地地表沉积土层对渭河盆地的地面运动有很大影响,对于PGA的放大倍数主要集中在1～2倍之间,对于PGV和PGD也有一定的放大作用

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 选题背景
•   1.2 研究现状
•     1.2.1 近断层地震动模拟
•     1.2.2 盆地效应对地面运动的影响
•     1.2.3 地表土层对地面的影响
•   1.3 本文研究内容
•     1.3.1 研究的目的和意义
•     1.3.2 研究内容
• 2 有限断层震源模型
•   2.1 有限断层
•     2.1.1 地震断层类型
•     2.1.2 断层尺寸的确定和子断层的划分
•     2.1.3 矩张量源
•     2.1.4 滑移时间函数
•   2.2 矩张量源的实现
•   2.3 本章小结
• 3 理想模型地面运动数值模拟
•   3.1 Abaqus软件介绍和应用
•   3.2 理想模型简介
•   3.3 理想模型地面运动数值模拟
•   3.4 地面运动模拟结果
•     3.4.1 断层破裂过程中地震波传播波场图
•     3.4.2 上盘下盘PGA/PGV/PGD值
•     3.4.3 考虑土层放大作用的地面运动数值模拟
•     3.4.4 考虑土层厚度对地面运动的影响
•   3.5 本章小结
• 4 渭河盆地地面运动数值模拟
•   4.1 滑移时间函数的实现
•   4.2 渭河盆地地面运动数值模拟
•   4.3 地震动模拟结果
•     4.3.1 上盘下盘PGA/PGV/PGD值
•     4.3.2 考虑地表土层对渭河盆地地面运动的影响
•     4.3.3 断层破裂过程中地震波传播波场图
•   4.4 本章小结
• 5 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 作者简介
• 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴立学

导师: 刘铁林

关键词: 土层放大作用,地面运动,近断层地震

来源: 沈阳建筑大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 沈阳建筑大学

基金: 国家自然科学基金

分类号: P315.9

DOI: 10.27809/d.cnki.gsjgc.2019.000361

总页数: 80

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