检索结果-南通市图书馆

岩土力学 2017年第4期38卷 1154-1163页

作者：刘中宪武凤娇王冬张海天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室天津300384 天津城建大学天津市地震工程研究所天津300384

结合快速多极子展开技术,发展一种高精度快速多域间接边界元方法,用于求解弹性半空间大规模夹杂群对平面SH波的二维散射。数值检验表明,该方法能够高效精确地求解大规模多域散射问题,同时可大幅度降低计算存储量,据此在普通电脑上可实... 详细信息

结合快速多极子展开技术,发展一种高精度快速多域间接边界元方法,用于求解弹性半空间大规模夹杂群对平面SH波的二维散射。数值检验表明,该方法能够高效精确地求解大规模多域散射问题,同时可大幅度降低计算存储量,据此在普通电脑上可实现数百万自由度二维多域出平面散射问题快速求解,进而分别针对半空间中均匀分布和随机分布的夹杂群,探讨了夹杂群刚度、形状对其周围平面SH波散射的影响规律。研究结果表明:由于弹性波的多次散射相干,使得夹杂群对平面SH波的散射与单夹杂体存在显著差异,总波场空间分布特征和位移频谱特征更为复杂;平面SH波散射特性主要取决于夹杂体的材料软硬程度、几何形状特征和入射波的角度、频率。另外,研究方法和分析结论可为半空间复杂不均质体对SH波散射正、反演分析提供新的技术手段和理论依据。

关键词：多域散射平面SH波快速多极子展开间接边界元法夹杂群

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基于快速边界元法的多体多域弹性波散射模拟及其应用研究

基于快速边界元法的多体多域弹性波散射模拟及其应用研究

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作者：武凤娇天津城建大学

学位级别：硕士

近年来,地震频发,给人们的人身及财产安全造成了巨大损害,如何减少地震灾害带来的伤害成了人们关注的焦点。而局部场地作为影响地震动的三大要素之一,对地震波在近地表的反应有有着重大的影响。现实生活中,人为修建的地下隧道、地铁车... 详细信息

近年来,地震频发,给人们的人身及财产安全造成了巨大损害,如何减少地震灾害带来的伤害成了人们关注的焦点。而局部场地作为影响地震动的三大要素之一,对地震波在近地表的反应有有着重大的影响。现实生活中,人为修建的地下隧道、地铁车站、桩基、采煤井道以及各类地下管线,天然形成的熔岩、溶洞或者灾害导致的山体裂纹、地下断层等都将影响地震波的传播,或使得地震作用放大,或缩小,但不同的局部场地类型则会出现不同的反应。国内外现有规范仅仅指出建筑物、构筑物等要尽量避开上述不均匀场地的定性规定,而并未做出具体规定。针对上述问题,本文在传统边界元法的基础上,引进快速多极算法,针对多体多域弹性波散射问题进行研究,以期实现局部不均匀场地地震动的定量分析。首先,实现了固体中数百万大规模多体多域弹性波散射的快速模拟,验证了所发展方法的计算精度及效率。其次,夹杂群数值结果表明:二维SH波水平入射下,夹杂群上方半空间表面位移放大效应更为显著。特别是低频段,部分区域位移幅值达到5.0。高频SH波垂直入射下,空洞群和软夹杂群表现出明显的屏障效应,而硬夹杂群上方半空间表面位移放大和缩减区域会交替出现。全空间中夹杂群对P、SV波的散射同单夹杂情况具有显著差别,总波场空间分布特征更为复杂。平面P波入射下,夹杂体对弹性波的散射效应随着入射波频率的增加而更加显著。对于ka=1.0,夹杂体内外波速比ββ=1/3时,由于夹杂体相互间多次散射的相干效应,夹杂体表明位移幅值竟达到2.2。最后,针对含裂纹(群)的山体弹性波二散射问题,在计算精度及效率的验证的基础上,分析裂纹群的存在对山体表面位移的影响。平面P波垂直入射下,少量较大尺寸裂纹的存在对山体表面竖向位移总是起屏障作用。而含有大量小尺寸裂纹的山体表面最大竖向位移幅值相对无裂纹存在的山体情况增加约9.7%,说明了裂纹群的存在对山体表明竖向位移有较大影响。另外,值得注意的是,山体表面水平位移最大值总是表现为放大的现象。综上所述,本文针对大规模多体多域以及山体裂纹弹性波散射发展了适合相应问题的快速多极间接边界元法,为复杂场地地震动的定量分析提供了理论参考依据。

关键词：夹杂群山体裂纹大规模弹性波散射快速多极间接边界元法

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