具有饱和土沉积层的充水河谷对平面波的散射.pdf

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1、第49卷第1期地球物理学报Voi.49，No.12006年1月CHINESEJOURNALOFGEOPHYSICSJan.，2006!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!李伟华，赵成刚.具有饱和土沉积层的充水河谷对平面波的散射.地球物理学报，2006，49（1）：212~224LiWH，ZhaoCG.Scatteringofpianewavesbycircuiar-arcaiiuviaivaiieyswithsaturatedsoiidep

2、ositsandwater.Chinese.Geophys.（inChinese），2006，49（1）：212~224具有饱和土沉积层的充水河谷对平面波的散射李伟华，赵成刚北京交通大学土建学院，北京100044摘要把波函数展开方法用于地震波散射问题的研究中，首次在频域内给出了具有饱和土沉积层的圆弧形充水河谷对平面P波和SV散射问题的解析解答.其中半空间场地用单相介质弹性动力理论模拟，河谷中的饱和土沉积层用饱和多孔介质的Biot动力学理论模拟，河谷中的水用无黏性流体（理想流体）介质模拟.文中还给出算例，计算了不同高宽比的河谷谷底的位

3、移幅值，分析表明河谷地形的存在使得半空间介质表面的位移幅值随着观察点位置的变化变化较大.关键词饱和土，理想流体，河谷，平面波，散射文章编号0001-573（32006）01-0212-13中图分类号P642，315收稿日期2004-12-02，2005-10-15收修定稿Scatteringofplanewavesbycircular-arcalluvialvalleyswithsaturatedsoildepositsandwaterLIWei-Hua，ZHAOCheng-GangSchoolofCioilEngineeringa

4、ndArchitecture，Beijingiao-tongUnioersity，Beijing100044，ChinaAbstractWepresentananaiyticsoiutionoftwo-dimensionaiscatteringanddiffractionofpianePandSVwavesbycircuiar-arcaiiuviaivaiieyswithsaturatedsoiidepositsandwater.WeusetheFourier-Besseiseriesexpansiontechniguewithth

5、edepositssimuiatedbytheBiotdynamictheoryforsaturatedporousmedia，thehaifspaceassumedtobeeiasticsingie-phasemedia，andthewaterinthevaiieyssimuiatedbyperfectfiuid.Numericairesuitsaregiventoshowthedispiacementampiitudesonthevaiieyfioor.Ouranaiysisindicatesthatthesurfacedisp

6、iacementampiitudesofthevaiieyfioorchangeswiththepositionsoftheobservationpointsapparentiy.KeywordsSaturatedsoii，Perfectfiuid，Vaiieys，Pianewaves，Scatteringanddiffraction究.而这种局部场地条件是修建大坝、多跨桥梁、渡1引言槽、架空管道等大跨结构物时常见的，对这种局部场近年来，越来越多的研究者在关注河谷地形对地的研究是确定这些大跨度结构的地震响应分析中地震动输入的基础.我

7、们近期以两相介质动力学理地面运动的影响，河谷地表的地震响应也有了大量论为基础，用两相饱和多孔介质Biot动力方程来分［1~7］的研究成果.但在所有的研究中，考虑的都是析复杂的局部场地或局部不规则场地的地震动问空谷或者河谷中有沉积层的情况，对于河谷充水时题，得到了两相饱和多孔介质半空间中的圆弧形凹在地震作用下河谷的动力响应至今未见相关的研陷以及具有两相饱和多孔介质沉积层的圆弧形河谷基金项目国家自然科学基金项目（50478062）资助.作者简介李伟华，女，1977年生，博士，主要从事土动力学和地震工程学方面的研究.E-maii：iisa

8、bjjd@163.coml期李伟华等：具有饱和土沉积层的充水河谷对平面波的散射2l3［8~ll］对平面波的散射的解析解.本文在上述研究沉积层介质为流体饱和多孔介质，其波动方程见文的基础上，把河谷中的水模拟为无黏性、可压缩流献［9］.体