【摘要】：我國(guó)是一個(gè)地震頻發(fā)的國(guó)家,且地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,擁有很長(zhǎng)的海岸線,很多水下隧道和橋梁等基礎(chǔ)工程大多數(shù)均位于陸地與海洋接壤的地震多發(fā)地帶,但目前針對(duì)水下的局部地形或者結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)力響應(yīng)的研究還很少。本文基于Biot的兩相飽和多孔介質(zhì)理論,在考慮水-飽和土層-基巖多介質(zhì)耦合的條件下,采用數(shù)值方法研究了水下局部凹陷場(chǎng)地地震動(dòng)力特征,為水下工程的抗震設(shè)計(jì)提供理論與技術(shù)支持。論文的主要工作和研究成果如下:1.建立了地震波斜入射時(shí)水下地基場(chǎng)地自由場(chǎng)的輸入方法根據(jù)Snell定理,將已有的水下地基場(chǎng)地一維地震響應(yīng)擴(kuò)展到整個(gè)二維空間,將得到的一維響應(yīng)導(dǎo)出作為自由場(chǎng)輸入文件,并結(jié)合MTF人工邊界,在不同邊界處實(shí)行波場(chǎng)分離,實(shí)現(xiàn)了初始位移場(chǎng)的輸入。編制了考慮水-飽和土-基巖多介質(zhì)耦合的水下局部半空間場(chǎng)地二維地震動(dòng)分析的有限元程序,計(jì)算了二維水下地基場(chǎng)地地震動(dòng)響應(yīng)。通過(guò)與現(xiàn)有文獻(xiàn)結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了該輸入方法的有效性和精度。2.研究了海底局部凹陷地形場(chǎng)地的地震動(dòng)特征建立考慮水-飽和土-基巖多介質(zhì)耦合的水下局部凹陷場(chǎng)地模型,利用所建立的水-飽和土層-基巖動(dòng)力耦合的有限元分析方法,通過(guò)人工邊界的施加、初始位移場(chǎng)的輸入,實(shí)現(xiàn)了二維水下局部凹陷場(chǎng)地地震動(dòng)反應(yīng)數(shù)值分析。重點(diǎn)研究了水深、波的入射角度、飽和土的孔隙率、凹陷尺寸和波的種類等對(duì)海底凹陷地形場(chǎng)地地震動(dòng)的影響規(guī)律。主要結(jié)論如下:(1)由于凹陷地形的存在,位移和動(dòng)水壓力時(shí)程曲線隨著入射波頻率的增大而變得越來(lái)越復(fù)雜。(2)P波入射時(shí)上覆水層對(duì)豎向位移和動(dòng)水壓力影響較大,SV波入射時(shí)的影響整體較小,且整體趨勢(shì)是隨著水深的增加豎向位移和動(dòng)水壓力而先增大后減小。(3)位移峰值和動(dòng)水壓力峰值隨著入射角度的增加而呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)。地震波斜入射時(shí)凹陷左側(cè)的放大系數(shù)要大于凹陷右側(cè),垂直入射時(shí),凹陷部位的位移峰值呈現(xiàn)空間對(duì)稱分布。(4)飽和土孔隙率增大,位移峰值和動(dòng)水壓力峰值均呈現(xiàn)減小趨勢(shì),對(duì)豎向位移峰值的影響要大于水平向,且P波入射時(shí)的影響要大于SV波。(5)凹陷寬度對(duì)局部地形的動(dòng)力響應(yīng)受地震波頻率影響較大,隨著高寬比變化,凹陷部位的動(dòng)力響應(yīng)沒(méi)有統(tǒng)一的變化規(guī)律。
【圖文】：

深水下地基場(chǎng)地分析模型

一單子波的傳播Fig.2.2T七e聲卯.咧10nofsing】.節(jié)厄velet
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU435

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2653878