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不均匀地震构造体与灾害地面运动数值模拟研究

赵志新  徐纪人  
【摘要】:本文用地震波在不均匀介质中传播的波动方程及数值模拟方法,分析了传播过程中波的叠加干涉与不同类型地震构造体,如盆地、冲积扇等结构区域的地面运动分布的关系。模拟中使用了错格实数傅立叶变换的快速,高精度高稳定性微分算子的拟傅立叶谱变换微分法,利用地震波在不均匀地下介质中传播的瞬间分布图分析了地震波在空间叠加干涉的过程。结果表明,地震时地面运动复杂分布的原因与地下构造关系密切,不均匀地质结构对地面运动的分布有很大的影响。数值模拟所得地面运动极大值分布与不均匀地震构造体构造关系密切。在冲积扇和盆地地质构造条件下地震波动的叠加干涉形成的地面运动峰值可能导致建筑物破坏极大值;但地面峰值的空间位置往往远离岩石与盆地和沉积层的边界或者地震断层的位置。来自岩层的地震波能量进入盆地或者冲积扇的洪积层内,很少有地震波能量能透过盆地与冲积扇地面再返回到岩层中去。地震波在盆地自由界面和岩土底面之间被往复反射,形成盆地内的往复震荡现象。能量消耗在盆地的沉积层内部,这可能对盆地上的建筑物造成严重的灾害。这一地面运动特征对地震防灾科学有着重要的意义。因此地质构造调查研究特别是都市地质调查研究对于城市防灾研究是十分重要的。地质调查除活断层等内容外,基岩以上的地质构造以及地震波速结构的调查也是必要的。

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