河穀場地地震波傳播理論及散射規律研究

《河穀場地地震波傳播理論及散射規律研究》是依託河海大學，由高玉峰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：河穀場地地震波傳播理論及散射規律研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：高玉峰
• 依託單位：河海大學

項目摘要

我國大江大河眾多，近年來，由於經濟發展的需要，各個流域都得到大規模的開發，我國在河穀場地已建、在建和擬建了許多大型的水壩、橋樑等重要基礎設施工程。而我國又是一個多地震國家，這些大型工程的抗震問題極其重要。河谷作為一種局部不規則場地對震害分布影響很大，迫切需要開展河穀場地地震波傳播理論及散射規律的研究。本項目基於波函式展開和區域分解策略，考慮實際河谷工程場地邊角處的應力奇異特徵，發展波動問題的解析或半解析方法，專注於揭示基本的波動現象，深入分析沉積河穀場地和無沉積的河谷地形對地震波的散射規律，探索地形效應和土層效應的相對重要性，研究震源對場地效應的影響，揭示複雜河谷工程場地引起的地面運動放大和空間變化規律，為大型工程科學合理的非一致地震動輸入提供理論依據，進而有針對性地改進大型工程場地地震動場的評估方法。

結題摘要

河穀場地是一種常見的凹陷地形，且在河穀場地修建了大量工程（如土石壩、橋樑等）。實際震害調查表明地形及場地條件對地震災害影響很大。針對河穀場地地震波傳播解析模型與放大效應，取得了以下5個方面的創新成果：①基於時域調整的反應譜擬合方法，提出了一種改進的反應譜擬合的時域調整方法，來對地震動進行調整，使得其反應譜與規範反應譜相一致，克服了地震動速度、位移時程的零飄問題，且能夠高效、高精度得滿足擬合要求。②基於多點地震動條件模擬方法中的Kriging方法，提出了一個改進的多點地震動條件模擬方法，從而避免了該方法模擬的多點地震動的功率譜函式存在偏度誤差。證明了改進方法所模擬的地震動的無偏性，並給出了該模擬方法得到的功率譜函式的隨機誤差的理論解答。③基於二維地震波的傳播模型來考慮河穀場地地震波的地形效應，並假定河穀場地下任意兩點的相干函式模型與平整場地條件下其在場地表面垂直投影的兩點相干函式模型相同，提出了河谷地形中多點地震動的空間相關模型，在該模型中考慮了地震動的空間相關效應、行波效應以及河谷地形的地形效應。④用線源柱面SH波模擬入射地震波，構造了線源柱面SH波自由場，提出了線源柱面SH波作用下的半圓形沉積穀模型，將震源和場地聯繫了起來，揭示了震源位置對場地放大效應的影響規律。⑤場地效應通常包含土層放大效應和地形放大效應，為了揭示二者的相對貢獻，構造了平面SH波作用下部分充填月牙形沉積穀的解析模型，得到了部分充填圓弧形沉積穀對平面SH波散射的波函式級數解，揭示了沉積物（覆蓋層）對地震波的放大效應。