平面P波入射半无限介质空间域划分及运动偏振特征

作     者：何卫平 周宜红 赵春菊 HE Weiping;ZHOU Yihong;ZHAO Chunju

作者机构：三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2019年第38卷第2期

页      面：321-331页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 081503[工学-水工结构工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51809152) 湖北省水电工程施工与管理重点实验室(三峡大学)开放基金(2016KSD16)~~ 

主　　题：水利工程 平面P波 半无限空间 空间域划分 偏振特征 

摘      要：针对地震动空间差异问题,基于波动理论和叠加原理,通过解析方法研究入射地震波在场址内形成地震动的空间差异及运动偏振特征。以平面P波在半无限介质内倾斜入射为例开展研究。首先依据质点运动的叠加模式差异将半无限介质空间域划分为叠加区和分离区,并给出分界线的解析表达式。然后以无量纲量叠加区范围系数为基础研究P波倾斜入射情况下分界线的控制参数。最后对自由面、叠加区和分离区特征质点的运动空间差异和偏振特征进行研究。结果显示,在P波倾斜入射时,叠加区与分离区的分界线可能由入射P波(PI)、反射P波(PR)和反射SV波(SR)中任意两条地震波的分离线控制。得到临界角的隐式解析表达式,当入射角小于临界角时分界线由PR和SR的分离线控制;当入射角大于临界角时分界线由PI和PR的分离线控制;当PR幅值系数为0时,分界线由PI和SR的分离线控制。平面P波倾斜入射时,自由面质点运动偏振特征与入射波偏振特征存在一一对应关系;在叠加区和分离区,单波贡献时段质点运动的偏振特征与对应地震波偏振特征一致,多波贡献时段质点运动偏振特征表现出复杂的时变特征。