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低山丘陵地形效应的三维有限元模拟

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山地丘陵地形对地震动的分布有重要的影响,研究地形效应,有利于充分认识地震灾害风险,为减轻灾害损失做好防御措施.基于实际地形建立自贡西山公园观测台阵所在山体的三维有限元模型,研究开发黏弹性人工边界和SH波垂直入射前处理程序,开展动力学数值模拟;数值模拟结果与实际记录进行对比,并验证模型的合理性;研究分析低山丘陵山体对地震动强度及空间分布影响,以及峰值加速度与入射波频率、高程、坡度的关系.结果表明:低山丘陵山顶位置地震动峰值放大明显,而山脚凹陷位置地震动峰值存在削弱现象;地形效应与输入地震动频率密切相关,不同主频的输入地震动所造成的地表峰值加速度分布不同;较高主频的地震动可以凸显地形细节的影响;地表峰值加速度与高程具有较好的正相关关系,与坡度的相关关系较弱.综合高程和坡度拟合峰值加速度的效果优于仅使用高程或坡度的拟合,二元三次多项式拟合效果较好,可用于定量描述地形放大系数随高程和坡度的变化.
Three-dimensional finite element simulation of the topographical effect of low mountains and hills

low mountains and hillsXishan Park of Zigongthree-dimensional finite element methodviscoelastic boundarytopographical effect

蒋其峰、荣棉水、魏玮、许洪泰、彭艳菊

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山东省地震局,山东济南 250014

北京工业大学城市建设学部,北京 100124

国家自然灾害防治研究院,北京 100085

低山丘陵 自贡西山公园 三维有限元 黏弹性边界 地形效应

地震科技星火计划资助山东省地震局科技创新团队培育专项山东省地震局一般科研项目

XH24024YCTD202303YB2105

2023

10.20000/j.1000-0844.20211018003

地震工程学报
中国地震局兰州地震研究所,中国地震学会，清华大学，中国土木工程学会

地震工程学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.191
ISSN：1000-0844
年,卷(期)：2023.45(6)
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