斜入射地震波引起的動(dòng)應(yīng)力路徑理論與數(shù)值研究.pdf

1、地震作用在土中產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力路徑對(duì)研究巖土體在地震災(zāi)變中的力學(xué)特性演化至關(guān)重要。土動(dòng)力學(xué)中常沿用Seed的簡化方法將地震視為垂直入射的剪切波，采用剛性地基模型估箅地震動(dòng)應(yīng)力。近年來強(qiáng)震頻發(fā)，具有顯著斜入射特點(diǎn)的地震波產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力路徑特征尚不明確，并且地震波中P波作用不可小覷。本論文基于波動(dòng)理論，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)、參數(shù)分析以及數(shù)值模擬等方法分析探討了斜入射P波、SV波產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力路徑的形式及其影響因素敏感性，主要工作及結(jié)論如下:
　　1、

2、本文推導(dǎo)了半無限彈性空間中任一深度處由單一P波、SV波斜入射產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力及動(dòng)應(yīng)力路徑解析式，從數(shù)學(xué)上證明在剪應(yīng)力分量（偏差正應(yīng)力-水平剪應(yīng)力）組成的平面中，斜入射地震波產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力路徑形狀為斜橢圓形。在地震波參數(shù)和地基材料參數(shù)的組合下，斜橢圓形式多變，形成如圓形、直線形等，可視為斜橢圓的特例。
　　2、系統(tǒng)地分析了斜橢圓應(yīng)力路徑的影響因素和可能變化范圍，表明入射角、泊松比和單位波長深度是影響應(yīng)力路徑的根本因素。斜入射工況下，動(dòng)應(yīng)力

3、水平有可能更高，其中P波斜入射角度在30°～60°范圍內(nèi)時(shí)引起的動(dòng)偏應(yīng)力幅峰值最大，SV波斜入射角為20～40°之間在近飽和的地基產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力最大。
　　3、基于FLAC有限差分軟件阻尼（靜態(tài)）人工邊界，實(shí)現(xiàn)了斜入射地震波的動(dòng)力輸入，模擬了成層地基與含地下洞室地基中地震波斜入射P波、SV波產(chǎn)生的動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)，分析了不同條件下形成的路徑形式差異，并探討了復(fù)雜場地條件對(duì)動(dòng)應(yīng)力響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明，含軟夾層層狀地基中軟夾層的斜橢圓應(yīng)力