边坡地震响应数值模拟中任一方向入射平面体波激振方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及边坡地震响应及稳定性分析领域，尤其涉及边坡地震响应数值模拟中任一方向入射平面体波激振方法。
技术介绍
我国是一个多地震国家，地震诱发的边坡失稳会直接威胁到人民的生命财产安全，因此边坡地震稳定性研究意义重大。然而，地震诱发边坡失稳有很大的不确定性，这种不确定性主要来自边坡自身性状和潜在地震作用两个方面，边坡自身性状属于地震边坡失稳的易发条件，包括边坡岩土体结构和物理力学性质以及边坡几何形状；潜在地震作用属于边坡失稳的诱发因素。对于一个具体的边坡，可以认为边坡的自身性状相对确定，主要的不确定性来自于未来的地震作用，也就是诱发因素。传统工程地震学将地震动力作用归纳为地震动的强度、频率和持续时间，即所谓的“地震动三要素”，对地震动力作用方式(即，地震动力作用方向和作用性质)这一要素考虑够。目前，在一般场地土层或结构的地震反应分析中，通常假定地震波为S波垂直入射，即场地下水平激振边界上各点的入射地震波动相同且同步水平振动。这对于震源距离较近的场地地震反应问题是合理的，然而对于震源较远(特别是浅源地震并且震源与工程场地有一定距离时)的场地地震反应问题而言，地震...
【技术保护点】
一种边坡地震响应数值模拟中任一方向入射平面体波激振方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)边坡建模；(2)根据惠更斯原理分析边坡模型底部激振边界上各节点不同体波震相波动应力时程的启动时序，确定各个节点的启动时差，计算各个节点的启动时刻；(3)根据不同震相体波的传播特点和偏振特性，获得各震相体波的位移矢量，将波动位移矢量带入几何方程、物理方程，得出各震相地震波激励作用在边坡模型底部激振边界各节点处产生的各应力分量时程表达式；(4)考虑波传播的实际情况，将边坡模型底部激振边界各节点上不同震相波动的应力时程分量按时序叠加，得到各应力分量的叠加应力时程；(5)在数值模拟软件中按节点启...
【技术特征摘要】
1.一种边坡地震响应数值模拟中任一方向入射平面体波激振方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)边坡建模；(2)根据惠更斯原理分析边坡模型底部激振边界上各节点不同体波震相波动应力时程的启动时序，确定各个节点的启动时差，计算各个节点的启动时刻；(3)根据不同震相体波的传播特点和偏振特性，获得各震相体波的位移矢量，将波动位移矢量带入几何方程、物理方程，得出各震相地震波激励作用在边坡模型底部激振边界各节点处产生的各应力分量时程表达式；(4)考虑波传播的实际情况，将边坡模型底部激振边界各节点上不同震相波动的应力时程分量按时序叠加，得到各应力分量的叠加应力时程；(5)在数值模拟软件中按节点启动时序向边坡模型底部激振边界上各节点输入各应力分量的叠加应力时程；(6)提取边坡模型的地震动力响应结果，获得边坡地震动力响应云图和监测点的地震动力响应加速度、速度和位移时程。2.根据权利要求1所述的边坡地震响应数值模拟中任一方向入射平面体波激振方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：将边坡模型底部激振边界设置为水平面，按预设的网格密度剖分激振边界，剖分网格线交点构成激振边界的节点，以使空间上连续的地震波激振作用离散为激振边界上各个节点的激振作用。3.根据权利要求2所述的边坡地震响应数值模拟中任一方向入射平面体波激振方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括：当地震波垂直入射时，边坡模型底部激振边界上所有节点同时启动，称这一启动时刻为边坡初动时刻，设置为t0；当地震波斜入射时，将边坡模型底部激振边界上最先受到地震波扰动的节点称为边坡初动点，该点的启动时刻称为边坡初动时刻，同样设置为t0，激振边界上任一网格节点pij的起振时刻记为tij，由下式求得：tij=t0+lijc=t0+iΔxcosα+jΔysinαcsinθ]]>式中：tij为边坡模型底部激振边界上任一网格节点pij的启动时刻，i＝0,1,…,n-1，为该节点在激振平面内建立的局部坐标系X方向的序号，i＝0为初动点的序号，X轴正向指向节点序号增加的方向，原点与初动点重合；j＝0,1,…,m-1，为该节点在激振平面内建立的局部坐标系Y方向的序号，j＝0为初动点的序号，Y轴正向指向节点序号增加的方向，原点与初动点重合；t0为边坡初动时刻；lij为地震波波前沿入射方向由初动点传至边坡模型底部激振边界上任一节点pij所经过的距离...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙进忠，郑旭辉，熊峰，邵安阳，梁志华，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11
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