基于真实地形的山谷场地三维地震响应特征研究

摘要

为探讨典型山谷场地的地震响应特征，以北天山地区典型山谷场地为背景，还原真实地形，建立三维有限元模型，分析脉冲及非脉冲地震作用下的场地位移、加速度和谱加速度响应特征。研究结果表明：场地地震动力响应受地形影响显著，地表位移和加速度响应均随着地势的升高而整体放大，狭窄山谷区的位移响应强于宽阔山谷区，而加速度响应弱于宽阔山谷区；局部突起的山嘴地形会造成局部区域位移和加速度响应放大，非脉冲地震作用下局部加速度响应放大现象显著，而脉冲地震作用下该现象不明显；场地位移和加速度响应均随着岩土体深度的减小而放大，且浅层岩土体对位移的放大效应有所减弱，但对加速度的放大效应明显增强；两种类型地震作用下地表位移响应差异显著，加速度响应差异相对较小，随着输入地震动PGA的增加，场地位移和加速度的响应均近线性增大；山峰等高地势区域的短周期谱加速度明显高于山谷等低地势区域，山谷低地势区域的长周期谱加速度则高于山峰区域，狭窄山谷区的长周期谱加速度明显高于宽阔山谷区。在山谷场地开展工程建设时宜根据建筑结构的自身特征进行合理规划和布置。

关键词

真实地形 / 山谷场地 / 地震响应 / 地形效应 / 放大系数

基金资助

国家自然科学基金重大专项项目(41941019)