地震波在水平层状地基中的传播特性

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1、同济大学硕士学位论文地震波在水平层状地基中的传播特性姓名：左伟申请学位级别：硕士专业：防灾减灾与防护工程指导教师：蒋通20030601摘要位于冲积平原上的城市的地基可以当作水平层状地基处理，分析结构在地震作JH下的反应分析酬必须考虑土和结构的相互作用问题。土一结构相互作Hj分析的第一步是计算场地的自由场反应；另外，面波的频散现象在研究地球内部结构、浅层地基勘测以及其它方面中具有很好的实用性。所以，研究地震波在水甲层状地基内的传播特性是根有必要的。第二章首先介绍利用波动力学原理如何根据反射波振幅和入射波振I幅之间的关系，得到平面外和平面内运动土层的动刚度矩阵。

2、然后给出确定场地控制点的地震动运动时必须考虑的要素，建立了层状场地的离散动平衡方程以及在不同控制点情况下的自由场地运动计算方法，最后对半空间及半空间上单一土层的自由场运动进行分析。第三章分析计算了上海典型水平层状地基在以不同入射角入射的平面波作用下的动力响应，讨论了各种因素对水平层状地基自由场地运动特性的影响。根据基岩处不同超越概率的地震反应谱合成人工地震波，给出根据基岩的地震地运动确定层状地基自由场运动的计算方法，并进行了FORTRAN编程计算。最后对计算结果进行了分析与讨论。第四章介绍了薄层法(TLM)的基本原理。首先介绍二维跗波型的薄层模型，讨论了弹性

3、地基中的Love面波的情况。接着介绍了二维SV—P波型的薄层模型，讨论弹性地基中的Rayleigh面波。然后介绍了三维层状地基在柱坐标下的薄层法基本方程和基底边界条件的处理方法并推导了旁轴边界的设定方法。第五章首先介绍了计算面波频散问题的Haskell方法及Knopoff改进法的基本原理。然后介绍了利用薄层法计算面波频散程序的编制思想及方法，最后利_I=Ij薄层法和Haskell方法分别对两个实例及上海市典型场地土层的Love面波频散进行了FORTRAN编程讣算，并对计算结果进行了比较与分析。关键词：水平层状地基传递函数自由场响应入射波类型入射焦面波频散曲线

4、薄层法AbstractThegroundofcitylocatedinalluvialplaincanbetreatedashorizontallayeredsite．Soil—structureInteractionmustbeconsideredonanalyzingstructureseismicresponseandfree-fieldresponseshouldbetakenintoaccount．AndsurfacewavedispersionwasveryUSefulinthestudyofearthcrustintemaIstructurea

5、ndshallowfoundationexplorationsurvey．Soitwasveryimportanttostudypropagationofseismicwaveinhorizontallayeredsite．Inchapter2，therelationshipbetweentheamplitudesofreflectedwaveandincidencewavewasfirstlydeducedfromthewaveequation，andthedynamicstiffnessmatrixformovementsofin—planeandant

6、i—planeWasintroduced．Necessaryfactorsfordeterminingseismicwavemovementatthecontrolpointofsiteweregiven．Thendiscretedynamicequilibriumequationoflayeredsitewasobtainedandtheflee-fieldmotioncalculationmethodwasstatedwithregardtodifferentcontrolpoints．Andfinally，free—fieldmotioninhalf-

7、spaceandinone—layeronhalf-spacewerediscussed．Inchapter3，thefree—fieldmotionofhorizontallayeredsiteinShanghaisubjectedtodifferentkindsofplanewavewascalculatedandanalyzed．Severaleffectsonthedynamicresponseofhorizontallayeredsitewerediscussed．Firstly．artificialseismicwavewassynthesize

8、dbyusingtheresponsespectra