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《考慮巖土介質(zhì)隨機特性的工程場地地震動相干函數(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、考慮巖土介質(zhì)隨機特性的工程場地地震動相干函數(shù)研究23卷3期2007年9月世界地震工程WORLDEARTHQUAKEENGINEE~NGVo1.23,No.3Sep.,2007文章編號:1007-6069(2007)03-0001-06考慮巖土介質(zhì)隨機特性的工程場地地震動相干函數(shù)研究陳原李杰(1.廣州大學(xué)建筑工程系,廣東廣州510006;2.同濟大學(xué)建筑工程系,上海200092)摘要:將隨機結(jié)構(gòu)正交展開理論和隨機振動分析的虛擬激勵原理運用于場地波動有限元分析,形成了一種可以考慮巖土介質(zhì)隨機特性對工程場地地震動相干函數(shù)影響的分析
2、方法.實例分析表明,非嚴(yán)格均勻分布的隨機介質(zhì)場地對場地表面的遲滯相干函數(shù)值有重要影響,這種影響可由場地的隨機影響因子來衡量,在進行工程場地地震動隨機場研究時應(yīng)當(dāng)考慮場地介質(zhì)隨機特性的影響.關(guān)鍵詞:地震動場;相干函數(shù);正交展開;虛擬激勵;隨機介質(zhì)中圖分類號:P315文獻標(biāo)識碼:AEffectofrandommediaoncoherencyfunctionofseismicgroundmotionCHENYuanLIJie(1.DepartmentofBuildingEngineering,GuangzhouUniversity
3、,Guangzhou510006,China;2.DepartmentofBuildingEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Withtheintroductionofthepseudo-excitationmethodandtheorthonagalexpansionmethodintothewavefiniteelememtanalysis,astochasticwaveanalysismethodofcomplexsiteispresen
4、tedinthispaperandtheeffectofrandomsitemediaonthecoherencyfunctionofthegroundmotionsisstudied.Numericalexamplesareshownthatstochasticmediaofthesitetendstoreducethelaggedcoherencyfunction,whichcanbemeasuredbystochasticfactoroflocalsite.Thisphenomenaisindicatedthatran
5、domnessofthesitemediashouldbeconsideredincoheren—cyfunctionresearch.Keywords:ea~hquakegroundmotion;coherencyfunction;orthogonalexpansion;pseudo—excitationmethod;sto—chasticmedia1引言場地的隨機性對地震作用下場地反應(yīng)有重要影響,介質(zhì)的隨機性增強了其對波的散射作用,改變了地震波在介質(zhì)中的傳播方式和波動能量在介質(zhì)中衰減過程….文獻[2]在關(guān)于彈性半空間中隨
6、機介質(zhì)波動傳播理論的研究基礎(chǔ)上,提出了相干函數(shù)的理論模型;文獻[3]通過將土層簡化為單自由度體系分析了位于基巖上場地土的隨機特性對空間相關(guān)性的影響;文獻[4]對一實際場地進行了現(xiàn)場觀測和數(shù)值分析表明:地震動高頻段相干性損失可以有效地由場地速度的隨機變化模型進行解釋.上述研究都是在簡單的理論抽象模型基礎(chǔ)上進行的,文獻[5]將隨機結(jié)構(gòu)中的正交展開理論,虛擬激勵原理與工程波動理論相結(jié)合,提出了考慮場地土隨機特性的工程場地地震動相干函數(shù)的分析方法,為地震動隨機場的研究開辟了新的道路,但這一研究是以工程波動理論中波源問題理論為基礎(chǔ)進行
7、的,當(dāng)需要考慮由計算區(qū)外部無限域入射地震波條件下場收稿日期:2007一o4-23;修訂日期:20o7一o7-21基金項目:國家自然科學(xué)基金研究群體計劃(50321803)作者簡介:陳原(1968一),男,講師,博士,主要從事結(jié)構(gòu)工程抗震研究2世界地震工程23卷地地震反應(yīng)的所謂散射問題時,還需對其進行進一步完善(關(guān)于波動分析中的波源問題和散射問題,見文獻[6]).本文即在文獻[5]的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程波動理論中散射問題的處理方法,發(fā)展了一種在開放體系中考慮場地土隨機特性對工程場地地震動相干函數(shù)影響的分析方法.2計算方法考慮二維波
8、動分析問題(圖1),設(shè)人射波為SV波,對工程場地進行波動有限元分析時,從無限域中截取一個有限計算區(qū)域,在計算區(qū)域的邊界處需要采用特殊的技術(shù)模擬外行波場,這種經(jīng)人為引人的邊界一般稱之為人工邊界.對人工邊界范圍內(nèi)的區(qū)域進行有限元離散后,可以寫出運動控制方程的波動有限元矩陣形式:Mu(￡)+cf
