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基于谱元法分析文家沟斜坡地震动响应规律研究

基于谱元法分析文家沟斜坡地震动响应规律研究

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作者：宋志宾成都理工大学

学位级别：硕士

我国西南地区高山峡谷众多,强震作用下易诱发山地斜坡动力破坏,威胁人民生命财产安全,对斜坡地震动响应规律研究具有重要的理论及实际意义。本文以绵竹文家沟斜坡为研究对象,通过资料收集及现场调查,对文家沟滑坡堆积区与其南侧斜坡区... 详细信息

我国西南地区高山峡谷众多,强震作用下易诱发山地斜坡动力破坏,威胁人民生命财产安全,对斜坡地震动响应规律研究具有重要的理论及实际意义。本文以绵竹文家沟斜坡为研究对象,通过资料收集及现场调查,对文家沟滑坡堆积区与其南侧斜坡区开展了63组环境噪声测试,并基于h/v谱比分析揭示了测试区斜坡放大系数与场地卓越频率特征;采用三维谱元法建立了长宽高为4.6 km*4.3km*8.4 km尺度的小区域数值模型,分析了研究区震源位置变化、震源频率差异及震源机制特性对文家沟斜坡区的地震动响应规律的影响。研究主要获得了如下认识:(1)环境噪声数据h/v谱比分析揭示文家沟南侧斜坡区场地放大效应强于滑坡堆积区场地,堆积区水平向谱比放大系数均值在1.10左右,斜坡区谱比放大系数均值在1.39～1.47,且场地南北(NS)方向动力响应特征略强于东西(EW)方向,斜坡场地谱比放大系数在山顶达到最强;卓越频率方面,斜坡区EW向卓越频率均值为3.97 hz略小于NS向卓越频率均值4.54 hz。(2)谱元法三维模拟分析表明:当震源主频相同时,震源位置离斜坡越近,研究区斜坡PGA值越大,斜坡质点位移振幅越大,斜坡山体地震动响应越强;当震源位置相同时,输入震源主频从0.5 hz增大到2 hz时,质点振幅越大,斜坡区域PGA值越大,谱比峰值越大;高斯双力偶点源震源机制解为逆冲-走滑型(震源1#)和逆冲型(震源2#)对比分析揭示,斜坡倾向方向动力响应作用较强,与文家沟滑坡实际破坏方向较为接近。此外,对比所有数值模拟结果表明,斜坡优势放大方向为NW向近斜坡倾向方位,次要优势放大方位为近斜坡走向方位,同时文家沟斜坡具有背坡面效应。(3)对比环境噪声测试与谱元法模拟分析结果表明,两种结果均揭示了文家沟斜坡山体存在突出地形高程放大效应,且两种结果所得谱比卓越频率均显示文家沟斜坡山体放大特征为6 hz以下低频放大。

关键词：文家沟斜坡环境噪声谱元法 h/v谱比分析斜坡地震动响应

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