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中国科学院:倾斜入射地震波作用下岩质边坡地震动放大的数值评价

论论资讯 | 2024-02-23 4热度

Soil Dynamics and Earthquake Engineering

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Numerical evaluation of ground motion amplification of rock slopes under obliquely incident seismic waves

Shen H.; Liu Y.; Li H.; Liu B.; Xia X.; Yu C.

Published:2024-03-01
DOI:10.1016/j.soildyn.2024.108488

研究背景

随着城市化进程的加速,地震对于城市建设的影响越来越受到关注。岩石斜坡作为一种常见的地形地貌,其在地震中的响应对于地震灾害防治具有重要意义。然而,目前对于斜坡在不同地震入射角下的地震响应机理还不清楚,这是当前研究领域存在的问题。

研究内容

该研究旨在定量评估岩石斜坡在不同地震入射角下的峰值地面加速度(PGA)和谱加速度(SA)的放大效应。研究使用商业软件ABAQUS,基于等效节点力法和粘弹性边界理论实现地震波场。通过两个模拟示例验证了所提出方法的有效性和准确性,并进行了包括斜坡高度、斜坡角度和地震波入射角在内的375个模拟案例的参数研究。研究结果表明,不同入射波下,PGA和SA的最大放大倍数通常分别是垂直入射的1.4-2.2倍和1.7-1.9倍。放大效应的统计分析表明,放大效应与斜坡高度无关,但通常随着斜坡角度和地震波入射角的增加而增加。相比之下,与最大SA放大倍数相对应的谱周期与斜坡高度呈强正相关,但对斜坡角度和地震波入射角不太敏感。这些发现强调了斜坡几何形状和地震波入射方向在地震响应中的重要性,为斜坡工程的地震设计提供了定量的见解和有用的参考。

研究意义

该研究通过定量评估岩石斜坡在不同地震入射角下的放大效应,揭示了斜坡几何形状和地震波入射方向对地震响应的重要性。这对于斜坡工程的地震设计具有重要意义,可以为相关工程提供定量的参考和指导。同时,该研究使用的方法和理论也为岩石斜坡在地震中的响应机理研究提供了新的思路和途径。

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