正交各向异性等腰梯形凸起地形在SH波作用下的地震动

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地震是一种危及人民生命安全及造成财产损失的自然灾害。SH波作为地震波的一种,人们已经对其在地下的传播的散射问题已经做出很多斐然成果。时至今日,对SH波在具有不同地形的半空间中的传播问题的研究依然受到国内外学者的广泛关注。自然界中岩石和土层往往具有各向异性的力学属性。因此,研究SH波在各向异性凸起地形中引发的地震动问题是很有必要的。本文选取与平顶山体等实际地形相接近等腰梯形凸起作为模型,研究了在SH波作用下各向异性介质中等腰梯形凸起结构表面的位移响应。利用分区和契合思想,通过构造两条半圆形辅助边界,将区域分成三个部分。利用辅助边界处的位移与应力的连续性条件,推导出了各分区区域中的入射波、反射波、散射波和驻波等波场的表达式。同时运用保角变换的思想,推出各向异性介质中的波场解答。将利用辅助边界处的连续条件,得到无穷项代数方程组,通过级数展开并截断有限项的方法来求解未知系数。还给出半空间水平表面和等腰梯形凸起表面位移幅值的表达式。最终运用matlab进行编程计算对未知系数进行求解,再求解出各点位移响应,并对结果进行分析分析与讨论。数值结果表明了地表位移幅值结果取决于以下参数:各向异性介质参数,梯形山的坡度、高度,SH波的波数和SH波的入射角度。本文中的研究也为实际相应工程中的地震动问题提供了一定的理论依据。
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