場(chǎng)地因素對(duì)海底地震動(dòng)的影響研究

1、場(chǎng)地因素對(duì)海底地震動(dòng)的影響研究摘 要為了確定海底地形和場(chǎng)地條件等場(chǎng)地因素對(duì)海底地震動(dòng)的影響，本文結(jié)合波動(dòng)分析程序與有限元?jiǎng)恿Ψ治鲕浖謩e建立含不同厚度的軟土覆蓋層海底模型、坡型海底模型、海溝與海脊地形模型，以及復(fù)雜海底模型等，通過與對(duì)比普通海底場(chǎng)地已經(jīng)陸地場(chǎng)地模型，分析覆蓋層表面加速度與位移時(shí)程、傳遞函數(shù)、W/L比譜、S/G比譜等，確定各單一場(chǎng)地因素對(duì)海底地震動(dòng)的影響。并討論復(fù)雜海底模型中階梯地形、場(chǎng)地不同張角與相鄰坡高等因素對(duì)海床地震反應(yīng)的作用，研究主要內(nèi)容如下：（1）綜述了國(guó)內(nèi)外海底地震動(dòng)特性研究主要內(nèi)容，并歸納了場(chǎng)地條件與地形對(duì)地震動(dòng)影響的研究與方法，總結(jié)了海底地震動(dòng)特性研究中現(xiàn)狀，以及

2、仍存在的問題與空白。（2）建立了不同厚度軟土覆蓋層的海底與陸地模型，分析了軟土覆蓋層對(duì)海底地震動(dòng)的作用，以及覆蓋層厚度對(duì)海床表面地震反應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)淤泥軟土層對(duì)P波豎向地震動(dòng)與SV波水平向地震動(dòng)均有放大效應(yīng)，對(duì)SV波的放大效果更為明顯。含淤泥軟土層海底場(chǎng)地對(duì)豎向和水平地震動(dòng)的加速度與位移時(shí)程均有較明顯放大作用，且其放大性與淤泥軟土層的厚度密切相關(guān)。（3）通過對(duì)常見單一海底地形對(duì)海底地震動(dòng)的影響研究，發(fā)現(xiàn)斜坡場(chǎng)地對(duì)P波豎直向海底地震動(dòng)存在較為顯著的放大作用。海溝和海脊地形對(duì)P波豎向地震動(dòng)均存在一定的放大效果，海脊地形對(duì)P波的放大作用要比海溝地形明顯。并發(fā)現(xiàn)各類地形的拐點(diǎn)位置地震反應(yīng)增強(qiáng)尤為顯著。

3、此外，斜坡場(chǎng)地不同位置點(diǎn)P波地震反應(yīng)隨海水深度的增加而不斷減小。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同地形對(duì)SV波水平向地震動(dòng)的影響均十分有限。（4）復(fù)雜海底場(chǎng)地的海底地震動(dòng)會(huì)受地形、場(chǎng)地條件、不同水深等因素的影響，而且海水深度和地形會(huì)對(duì)海底地震動(dòng)產(chǎn)生耦合影響。含淤泥軟土層的場(chǎng)地會(huì)放大海底地震動(dòng)這一結(jié)論在復(fù)雜海底場(chǎng)地中同樣適用，但亦會(huì)受到其它場(chǎng)地因素的作用。海底覆蓋層表面張角和邊坡高度均會(huì)對(duì)海底地震動(dòng)產(chǎn)生影響。關(guān)鍵詞：海底地震動(dòng)；海底地形；軟土覆蓋層；地震反應(yīng)；數(shù)值模擬IIABSTRACTABSTRACTIn order to determine the influence of site factors such

4、as seabed topography and site conditions on seabed ground motion.In this paper, combined with the fluctuation analysis procedure and the finite element dynamic analysis software, the models of seabed with different thickness of soft soil overburden, slope seabed, trench and ridge topography, and com

5、plex seabed are established.Based on the comparison of the existing land site model of the common seabed site, the acceleration and displacement time history, transfer function, W/L ratio spectrum and S/G ratio spectrum of the overburden surface are analyzed,determine the influence of each single si

6、te factor on the seafloor ground motion.In addition, the effects of step topography, site angle and adjacent slope height on seabed seismic response are discussed,the main research contents are as follows:(1) This paper summarizes the main contents of the research on the characteristics of seafloor

7、ground motion at home and abroad, summarizes the research and methods of the influence of site conditions and topography on the ground motion, summarizes the current situation of the research on the characteristics of seafloor ground motion, as well as the existing problems and gaps.(2) The models o

8、f seabed and land with different thickness of soft soil overburden are established. The effect of soft soil overburden on seabed ground motion and the effect of overburden thickness on seabed surface seismic response are analyzed.It is found that the silt soft soil layer can amplify both P wave vert

9、ical ground motion and SV wave horizontal ground motion, especially for SV wave.The acceleration and displacement time histories of vertical and horizontal ground motions of the seafloor site with silt soft soil layer are obviously amplified, and the amplification is closely related to the thickness

10、 of the silt soft soil layer.(3) Through the study of the influence of common single seafloor topography on seafloor ground motion,It is found that the slope site has a significant amplification effect on the vertical P wave ground motion.Trench and ridge topography have certain amplification effect

11、 on P-wave vertical seismic motion,the amplification effect of ridge topography on P wave is more obvious than that of trench topography.It is found that the seismic response of the inflexion location of all kinds of terrain is particularly significant. In addition, the P wave seismic response at di

12、fferent locations of the slope site decreases with the increase of sea water depth. At the same time, it is found that the influence of different topography on horizontal ground motion of SV wave is very limited.(4) The ground motion of complex seabed site is affected by topography, site conditions,

13、 different water depth and other factors.Moreover, the depth of sea water and topography will have a coupling effect on the seafloor ground motion.The conclusion that the site with silt soft soil layer will amplify the seabed ground motion is also applicable in the complex seabed site, but it will a

14、lso be affected by other site factors.Both the surface angle and the slope height of the seabed cover have an effect on the seabed ground motion.Key words: Undersea earthquake; Seafloor topography; Soft soil cover; Seismic response; Numerical simulationVI目錄目錄第1章 緒論81.1 硏究背景與意義81.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀91.2.1 海底地震

15、動(dòng)特性研究現(xiàn)狀91.2.2 地形對(duì)地震動(dòng)影響研究101.2.3 場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)影響111.3 主要研究?jī)?nèi)容12第2章 海底軟土覆蓋層對(duì)海底地震動(dòng)特性的影響132.1 引言132.2 海底場(chǎng)地建模方法132.2.1 土層約束方法132.2.2 海水約束方法142.2.3 外源等效應(yīng)力輸入方法172.3 含軟土覆蓋層海底場(chǎng)地模型建立與參數(shù)182.4 結(jié)果分析232.4.1 P波入射計(jì)算結(jié)果232.4.2 SV波入射計(jì)算結(jié)果312.5 本章小結(jié)40第3章 地形對(duì)海底地震動(dòng)特性的影響413.1 引言413.2 斜坡場(chǎng)地對(duì)海底地震動(dòng)的影響413.2.1 建模方法與參數(shù)413.2.2 P波入射計(jì)算結(jié)果4

16、33.2.3 SV波入射計(jì)算結(jié)果463.3 海溝場(chǎng)地對(duì)海底地震波動(dòng)影響483.3.1 建模方法與模型參數(shù)483.3.2 P波入射計(jì)算結(jié)果503.3.3 SV波入射計(jì)算結(jié)果563.4 海脊場(chǎng)地對(duì)海底地震動(dòng)的影響603.4.1 建模方法與模型參數(shù)603.4.2 P波入射計(jì)算結(jié)果613.4.3 SV波入射計(jì)算結(jié)果673.5 本章小結(jié)71第4章 海底復(fù)雜場(chǎng)地的海底地震動(dòng)特性研究724.1 引言724.2 復(fù)雜場(chǎng)地地對(duì)海底地震動(dòng)影響研究724.2.1 建模方法及參數(shù)724.2.2 場(chǎng)地條件對(duì)海底地震動(dòng)影響分析744.2.3 海水深度對(duì)海底地震動(dòng)影響分析794.2.4 海底地形對(duì)海底地震動(dòng)影響分析854.

17、3 本章小結(jié)89第5章 結(jié)論與展望905.1 主要結(jié)論905.2 建議及展望90致 謝92參考文獻(xiàn)93第1章 緒論第1章 緒論1.1 硏究背景與意義近年來，海洋結(jié)構(gòu)物發(fā)展迅速，至2018年港珠澳大橋通車運(yùn)營(yíng)（如圖1.1所示），近三十年來，我國(guó)約建成50余座跨海大橋。目前我國(guó)海洋平臺(tái)的數(shù)量已有萬余，其中包括大量固定平臺(tái)（如圖1.2所示）。此外，海洋管線，海底隧道的發(fā)展同樣十分迅速，海洋結(jié)構(gòu)物的發(fā)展已對(duì)沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民生活等方面起到不容忽視的作用。另外，從以往海洋結(jié)構(gòu)物的震害中發(fā)現(xiàn)，地震對(duì)跨海橋梁等海洋結(jié)構(gòu)物的破壞，不單會(huì)造成結(jié)構(gòu)破壞與修復(fù)帶來的財(cái)產(chǎn)損失，還會(huì)造成跨海交通等生命線工程的中斷

18、，海洋石油管線的泄漏等大范圍的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境損失1,2，并且引發(fā)次生災(zāi)害。圖1.1 港珠澳大橋 圖1.2 石油平臺(tái)然而，相對(duì)于陸地結(jié)構(gòu)，海洋結(jié)構(gòu)物的抗震研究尚不充分。因?yàn)槿狈?duì)海底地震動(dòng)的系統(tǒng)分析，海洋結(jié)構(gòu)的抗震研究基本仍沿用陸地強(qiáng)震記錄。考慮到海水層、海底復(fù)雜的地形與軟土沉積層等復(fù)雜海洋環(huán)境的影響，在海洋結(jié)構(gòu)的抗震分析中直接輸入陸地強(qiáng)震記錄將造成不準(zhǔn)確的計(jì)算結(jié)果。目前研究發(fā)現(xiàn)，海底與陸地地震動(dòng)存在較大差異。海底豎向地震動(dòng)明顯小于陸地，如：海底地震動(dòng)豎向與水平向峰值加速度比值要遠(yuǎn)小于陸地地震動(dòng)3。海底地震動(dòng)的水平向地震動(dòng)具有更豐富的長(zhǎng)周期成分，反應(yīng)譜的特征周期明顯高于硬土場(chǎng)地陸地地震動(dòng)4,5。目前

19、一些海底地震動(dòng)研究表明6,7，場(chǎng)地條件對(duì)于地震動(dòng)的影響顯著，特別是海床上存在的軟土沉積層。另外，海底和陸地的地形也相差較大，海底地形更為復(fù)雜，普遍存在一定坡度，其中海溝、洋盆、海嶺等地貌更是紛繁復(fù)雜。李天男等8研究表明不同場(chǎng)地條件下，對(duì)水平地震動(dòng)的放大作用有差別。Fan等9研究也表明海底軟土層及復(fù)雜地形可能對(duì)海底地震動(dòng)的影響很大。由于海底強(qiáng)震記錄數(shù)量有限，場(chǎng)地條件與局部地形缺乏資料支撐，尚不能直接確定海底局部場(chǎng)地條件與地形對(duì)地震動(dòng)的影響，通過數(shù)值模擬與解析方法對(duì)海底地震動(dòng)的研究尚不系統(tǒng)，特別是地形因素對(duì)海底地震動(dòng)的影響研究較少。因此，本文利用數(shù)值模擬的方法系統(tǒng)地分析了海底普遍存在的軟土覆蓋層以

20、及海底復(fù)雜地形對(duì)海底震動(dòng)特性的影響，以求推動(dòng)海底地震動(dòng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 海底地震動(dòng)特性研究現(xiàn)狀對(duì)于海底地震動(dòng)的理論研究目前較少，鄭天愉10以地震學(xué)為基礎(chǔ)剖析了海底地震動(dòng)的獨(dú)特性，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，海水和海底土層會(huì)使海底地震動(dòng)時(shí)程曲線的波形產(chǎn)生影響，例如地震持時(shí)有可能延長(zhǎng)，并且海水和海底沉積土層的變化會(huì)對(duì)傅里葉譜產(chǎn)生很大的影響。席仁強(qiáng)等11利用張量理論與歐拉方程結(jié)合分析，得到如下結(jié)論：地震動(dòng)作用下，橫向非均勻場(chǎng)地的流體影響要通過流固耦合加以考慮。對(duì)理論最直接的印證就是對(duì)海底實(shí)測(cè)強(qiáng)震記錄的分析。近些年隨著海底強(qiáng)震記錄的不斷采集，海底地震動(dòng)實(shí)測(cè)記錄的研究也隨之增多。H

21、ommert和Sleefe12,13研究1986年SEMSII記錄到的6.1級(jí)海底地震動(dòng)的數(shù)據(jù)，將記錄下的海底水平和豎向峰值加速度與陸地相比發(fā)現(xiàn)，在同等條件下海底豎向峰值加速度比陸地低。1999年Boore14通過分析研究1979到1997年SEMS記錄的9組海底強(qiáng)震動(dòng)數(shù)據(jù)，并且結(jié)合之前學(xué)者對(duì)海底地震動(dòng)的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：海底地震動(dòng)在短周期內(nèi)，豎向的地震動(dòng)比水平地震動(dòng)?。缓５姿降卣饎?dòng)基本不受海水的影響；水平地震動(dòng)與豎向地震動(dòng)之比可以用來分析海底地震動(dòng)。Smith和Robert15通過對(duì)海底地震動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并發(fā)現(xiàn)了海底地震動(dòng)在豎向的衰減比陸地快。刁紅旗與胡進(jìn)軍等16對(duì)相關(guān)海底地震動(dòng)記錄進(jìn)

22、行分析，得到了海水對(duì)海底土壤P波的影響比對(duì)SV波的影響要大得多的結(jié)論。2015年以后，陳寶魁等4,5利用日本K-net臺(tái)網(wǎng)近年采集到的海底與陸地強(qiáng)震記錄，直接對(duì)比了一次地震中海底與相鄰陸地臺(tái)站地震動(dòng)的差別，詳盡分析了海底地震動(dòng)的相關(guān)特性。此外，由于海底強(qiáng)震記錄的數(shù)量仍十分有限，為了補(bǔ)充實(shí)測(cè)記錄與理論研究的不足，相關(guān)學(xué)者通過數(shù)值模擬的方法進(jìn)一步討論了海底地震動(dòng)的相關(guān)特性。朱鏡清17利用數(shù)值模擬，得到了海水的存在會(huì)阻礙土層的地震反應(yīng)的結(jié)論。Nagano和Motosaka18通過數(shù)值模擬地震波在海底地下的傳播發(fā)現(xiàn)，海水會(huì)對(duì)海底地震動(dòng)產(chǎn)生較大的影響。Hatayama19通過數(shù)值模擬，對(duì)海水與地震動(dòng)進(jìn)行

23、分析，進(jìn)而印證了這一想法，即海水會(huì)影響地震動(dòng)。Petukhin20通過模擬海水對(duì)不同地震波的影響，模擬結(jié)果表示海水對(duì)瑞利波的基本形態(tài)有顯著的抑制作用。Nakamura 21等通過模擬三維海底地層速度結(jié)構(gòu)模型發(fā)現(xiàn)，海底地形和海水會(huì)對(duì)海底地震動(dòng)產(chǎn)生影響。刁紅旗22利用CPS軟件模擬地震動(dòng)，探討了海水深度對(duì)地震動(dòng)的影響，得出了海水對(duì)水平地震動(dòng)影響很小，但對(duì)豎向地震動(dòng)影響很大的結(jié)論。胡進(jìn)軍、鄭旭等23用數(shù)值模擬的方法，分析了不同深度的海水對(duì)海底地震動(dòng)產(chǎn)生的影響，得到了海底豎向地震動(dòng)分量與海水深度成反比的關(guān)系，即隨著海水深度的不斷增加，海底地震豎向分量不斷減小的結(jié)論。1.2.2 地形對(duì)地震動(dòng)影響研究目前

24、，局部地形對(duì)陸地地震動(dòng)影響的研究已較完善。1979年，Griffiths24對(duì)凸起地形、水平地形周圍的地震動(dòng)幅值與水平、豎直向的地震動(dòng)放大效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)據(jù)的采集研究，發(fā)現(xiàn)凸起地形周邊地震動(dòng)的幅值比水平地形大。1987 年，Celebi 25對(duì)智利發(fā)生的7.8 級(jí)特大地震的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)山脊頂部的地震動(dòng)響應(yīng)比其他區(qū)域強(qiáng)烈。1988年，Geli 等26通過計(jì)算一系列復(fù)雜結(jié)構(gòu)的入射SH 波響應(yīng)，得出了對(duì)于波長(zhǎng)約等于山寬頻率，山頂比山底存在顯著的放大效果的結(jié)論。李思東27通過數(shù)值模擬的方法，研究討論了不同地形對(duì)地震動(dòng)的影響，發(fā)現(xiàn)平面凹陷地形對(duì)地震動(dòng)有放大作用，并且放大效果和凹陷的尺寸有關(guān)。同

25、年，王海云與謝禮立28對(duì)汶川地震加速度時(shí)程進(jìn)行分析，得出了地震動(dòng)的峰值加速度隨地形高度增大而增大的結(jié)論。王良29通過模擬黃土河谷地區(qū)，發(fā)現(xiàn)了輸入地震動(dòng)的幅值增大，地形對(duì)于峰值加速度的影響也在增大。馮麗剛30選取蘆山地形做研究分析，發(fā)現(xiàn)了山體坡面上的速度峰值要比山腳大。眾多研究表明，在陸地場(chǎng)地中地形與場(chǎng)地位置對(duì)地震動(dòng)具有很大影響。團(tuán)隊(duì)前期通過海底實(shí)測(cè)強(qiáng)震記錄的分析發(fā)現(xiàn)，各海底臺(tái)站在不同地震中的豎向與水平向的峰值加速度比存在明顯的差異，在排除其它條件后，判斷海底的局部場(chǎng)地條件或地形對(duì)地震動(dòng)存在明顯的作用，這有待進(jìn)一步具體分析，也是本課題的研究目的之一。目前海底地形對(duì)海底地震動(dòng)的相關(guān)研究較少。199

26、1年朱鏡清31通過數(shù)值模擬分析了海底地形等和海底地震動(dòng)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在海底地震的反應(yīng)和海床土的高度有關(guān)等。李金成32通過建立海底凸凹型場(chǎng)地，得到了海床低處地震反應(yīng)小于海床高處的結(jié)論。陳寶魁33利用數(shù)值模擬建立了海底場(chǎng)地?cái)?shù)值模型，得出了海底地形(坡形場(chǎng)地)對(duì)海底地震動(dòng)有較大的影響，P波豎向成分會(huì)在坡形場(chǎng)地得到放大的結(jié)論，肯定了地形與場(chǎng)地條件對(duì)海底地震動(dòng)的影響很大。李天男34選取日本海底地震動(dòng)記錄，研究了珊瑚島礁場(chǎng)地在淺源地震動(dòng)和深源地震動(dòng)作用下地表加速度峰值等參數(shù)，得到了在珊瑚礁場(chǎng)地地形下，深源海底地震動(dòng)的放大倍數(shù)比淺源地震動(dòng)大的結(jié)論。但上述研究尚未對(duì)海底地形做系統(tǒng)分析，如復(fù)雜地形對(duì)海底地震動(dòng)的影

27、響等，因此有必要進(jìn)一步研究地形對(duì)海底地震動(dòng)的影響。1.2.3 場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)影響眾多學(xué)者研究表明，場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的影響很顯著35-37，1928年Wood通過研究分析舊金山的地震得出場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)會(huì)產(chǎn)生影響的結(jié)論38，到如今每次采集到地震動(dòng)的數(shù)據(jù)都在印證這一結(jié)論。2004年，Bozorgnia等39經(jīng)研究表明場(chǎng)地條件等對(duì)豎向與水平地震動(dòng)加速度比譜有影響。2007年，高玉峰等40通過不同因素對(duì)地震動(dòng)幅值的研究發(fā)現(xiàn)，地表地震動(dòng)的峰值加速度和峰值速度隨著土層厚度的增加呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。2008年，Sun 等41分析得出，盆地幾何形狀及其特殊場(chǎng)地條件對(duì)其地震動(dòng)反應(yīng)有重要影響，沉積土層會(huì)顯著放大了從

28、基巖傳播到地表的剪切波的結(jié)論。隨后，王志強(qiáng)等42理論分析了陡峭山脊對(duì)地震動(dòng)產(chǎn)生放大效果的原因。2012年，陳拓等43通過對(duì)不同黃土層厚度和坡度對(duì)地震動(dòng)的影響進(jìn)行數(shù)值模擬分析，發(fā)現(xiàn)黃土層覆蓋厚度與地震動(dòng)放大效應(yīng)有直接的關(guān)系。2019年，金丹丹等44對(duì)蘇州城區(qū)凹陷沉積層進(jìn)行研究，得出凹陷沉積層地表加速度比其基巖輸入地震動(dòng)大的結(jié)論。由此可見，場(chǎng)地條件對(duì)陸地地震動(dòng)的影響必須考慮。而海底場(chǎng)地對(duì)海底地震動(dòng)是否有影響同樣有學(xué)者做了研究。Boore 14對(duì)1979年到1997年SEMS記錄到了所有海底地震動(dòng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總研究，發(fā)現(xiàn)不同的海底場(chǎng)地條件對(duì)于海底地震動(dòng)的影響效果是有差異的。胡進(jìn)軍和刁紅旗等45對(duì)國(guó)內(nèi)

29、外海底地震動(dòng)的匯總分析同樣說明了海底場(chǎng)地條件和海底地震動(dòng)的關(guān)系十分密切。Nakamura和Takenaka 21利用有限差分法，建立考慮真實(shí)海底覆蓋層的海底場(chǎng)地模型，得到了海底沉積層可以很大程度上影響S波與瑞利波的結(jié)論。范淑麗等46考慮了海水層和海底土壤飽和度的影響，通過數(shù)值模擬并得出了飽和軟土層對(duì)海底垂直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的影響大于海水的結(jié)論。雖然對(duì)實(shí)測(cè)強(qiáng)震記錄的分析是地震動(dòng)特性研究最直接的方法，但迄今為止世界上已采集到的海底強(qiáng)震記錄數(shù)量有限，因此較多研究通過數(shù)值與解析的方法補(bǔ)充海底地震動(dòng)特性的相關(guān)分析。本文針對(duì)海底復(fù)雜地形與場(chǎng)地條件對(duì)海底地震動(dòng)的影響進(jìn)行了系統(tǒng)分析。1.3 主要研究?jī)?nèi)容本文通過數(shù)值模

30、擬的手段，具體研究了地形與場(chǎng)地條件對(duì)海底地震動(dòng)的影響特征與程度。主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）分別建立10m、15m和20m三種不同厚度的軟土覆蓋層場(chǎng)地模型，與普通（不含軟土覆蓋層）的海底場(chǎng)地模型對(duì)比，研究P波與SV波從不同角度入射時(shí)軟土覆蓋層對(duì)海底地震動(dòng)的影響，并且進(jìn)一步研究了淤泥層的厚度對(duì)海底地震動(dòng)的影響程度與規(guī)律。（2）對(duì)海底普遍存在的斜坡、海溝、海脊等場(chǎng)地模型進(jìn)行分析，通過比較各類地形與普通海底場(chǎng)地的海床位置加速度與位移時(shí)程、W/L比譜、S/G比譜、傳遞函數(shù)等，確定各類海底地形對(duì)地震動(dòng)的影響。（3）綜合考慮地形、場(chǎng)地條件、水深等因素，建立了地形復(fù)雜的海底場(chǎng)地模型作為實(shí)例，進(jìn)一步分析不同場(chǎng)地因

31、素對(duì)海底地震動(dòng)特性的影響。6第2章 海底軟土覆蓋層對(duì)海底地震動(dòng)特性的影響第2章 海底軟土覆蓋層對(duì)海底地震動(dòng)特性的影響2.1 引言不同于陸地場(chǎng)地，除了海水的影響，海底場(chǎng)地上普遍存在一層深厚的淤泥質(zhì)沉積層47。呂悅軍47等人分析了陸地軟土層對(duì)地震動(dòng)的影響，表明了軟土場(chǎng)地對(duì)地震動(dòng)存在一定的放大作用。陳寶魁33等人在此基礎(chǔ)上分析了海底淤泥質(zhì)軟土層對(duì)海底地震動(dòng)的影響，也表明了海底淤泥質(zhì)軟土層對(duì)海底地震動(dòng)有影響。因此進(jìn)一步詳細(xì)分析海底軟土覆蓋層對(duì)地震動(dòng)特性的影響是非常有必要的，本章在現(xiàn)有研究結(jié)果基礎(chǔ)上，細(xì)化了海床表面軟土覆蓋層的厚度，建立多個(gè)海底與陸地場(chǎng)地模型，分析其在P波與SV波不同角度入射時(shí)位移、加速

32、度、傳遞函數(shù)等的變化，研究海底淤泥軟土層及其厚度對(duì)海底地震動(dòng)特性的影響。2.2 海底場(chǎng)地建模方法2.2.1 土層約束方法利用有限元軟件分析地震反應(yīng)的時(shí)候，要從半無限介質(zhì)中提取有限的計(jì)算區(qū)域，并在區(qū)域邊界引入合適的人工邊界，從而達(dá)到模擬波傳播的作用48。上個(gè)世紀(jì)六十年代,Lysmer與Kuhlemeyer49提出了粘性人工邊界，但因?yàn)橹辉O(shè)置了粘性阻尼器，無法模擬地基彈性恢復(fù)，因此Deek50基于波動(dòng)理論提出了二維粘彈性人工邊界,劉晶波等51-53在Deek基礎(chǔ)上建立了三維粘彈性人工邊界條件。粘彈性人工邊界是由粘性阻尼器與彈簧組成的系統(tǒng)，如圖2.1。根據(jù)粘彈性人工邊界條件，其系統(tǒng)的彈簧剛度系數(shù)與粘

33、性阻尼器的阻尼系數(shù)計(jì)算公式分別是：法向 (2.1)切向 (2.2)圖2.1粘彈性人工邊界示意圖式中：KN、KT彈簧的法向剛度和切向剛度系數(shù)CN、CT阻尼器的法向阻尼系數(shù)與切向阻尼系數(shù)N、T粘彈性人工邊界的法向與切向修正參數(shù)。在二維分析中，N的建議取值為0.8-1.2，T的建議取值為0.35-0.65，本文取值N=1.0，T=0.5。G剪切模量(MPa)A二維模型中邊界單元邊長(zhǎng)(m)R波源到人工邊界的距離(m)介質(zhì)密度(kg/m3)Cp、CsP波與S波的波速（m/s）2.2.2 海水約束方法本文為更加真實(shí)的模擬現(xiàn)實(shí)地形，建立了模型1，如下圖2.2所示,左右兩邊均為海水無限域邊界，在添加約束時(shí)需要

34、運(yùn)用到公式(2.1)-(2.2)，公式中R的取值應(yīng)為波源到人工邊界的距離。為驗(yàn)證左右兩邊均為海水無限域邊界的模型結(jié)果的準(zhǔn)確性，建立圖2.3所示的模型2，圖2.3中左側(cè)為土層約束，僅右側(cè)為海水無限域邊界，該模型單側(cè)邊界使用粘彈性人工邊界具有良好的穩(wěn)定性，并已驗(yàn)證其準(zhǔn)確性并與兩邊土約束海底模型結(jié)果一致33。模型1和模型2除海水層左側(cè)約束形式，其他條件均相同，本節(jié)以P波和SV波垂直入射為例，研究單層場(chǎng)地下模型中點(diǎn)B的位移，以驗(yàn)證海水無限域邊界設(shè)想的合理性，其模型參數(shù)如下表2.1所示。圖2.2 模型1圖2.3 模型2表2.1模型各覆蓋層物理參數(shù)土層類別密度(kg/m3)泊松比壓縮波速Vp(m/s)剪切

35、波速Vs(m/s)彈性模量E(MPa)剪切模量G(MPa)海水層10000.33015002340土層20400.4861750290510172下圖2.4和圖2.5分別為P波和SV波垂直入射位移時(shí)程曲線和其傅里葉譜，對(duì)于P波和SV波垂直入射，土層和海水層的網(wǎng)格尺寸均為5m5m。10（a）位移時(shí)程 （b）位移傅里葉譜圖2.4 P波垂直入射脈沖位移時(shí)程及傅里葉譜（a）位移時(shí)程 （b）位移傅里葉譜圖2.5 SV波垂直入射脈沖位移時(shí)程及傅里葉譜圖2.6和圖2.7為P波和SV波分別垂直入射時(shí)模型1和模型2在B點(diǎn)（海床中心點(diǎn)）的豎向位移時(shí)程以及水平向位移時(shí)程。從圖2.6中可以看出，當(dāng)P波垂直入射時(shí)，模型

36、1和模型2的最大峰值位移出現(xiàn)時(shí)間相同，均在在0.1s左右，如表2.2所示，可以看出兩種模型的峰值位移相同，且兩個(gè)模型曲線也基本一致。同樣，當(dāng)SV波垂直入射時(shí)，模型1和模型2的最大峰值位移出現(xiàn)的時(shí)間和位移也相同，在0.5s左右，數(shù)值為1.99，3s后，B點(diǎn)位移曲線平緩，趨近于0。圖2. 6 P波垂直入射時(shí)模型1與模型2關(guān)于B點(diǎn)豎向位移時(shí)程圖2.7 SV波垂直入射時(shí)模型1與模型2關(guān)于B點(diǎn)水平向位移時(shí)程表2.2 P波（SV波）垂直入射B點(diǎn)峰值位移模型類型B點(diǎn)峰值位移P波SV波模型11.331.99模型21.331.99通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，無論是P波還是SV波，垂直入射時(shí)，海水約束和土約束所建立的模型相

37、同點(diǎn)的位移基本一致，因此認(rèn)為模型中海水層兩側(cè)均采用流體無限域邊界是合理的。2.2.3 外源等效應(yīng)力輸入方法總波場(chǎng)可以分解成散射波場(chǎng)和入射波場(chǎng)，其中散射波場(chǎng)可以被模型人工邊界吸收，但人工邊界外的入射波受邊界約束條件影響不能直接輸入，需要通過外源波動(dòng)輸入方法，將加速度或位移時(shí)程轉(zhuǎn)化為等效應(yīng)力或等效集中力加載于人工邊界52。若對(duì)人工邊界上任一節(jié)點(diǎn)a進(jìn)行受力分析，可知施加的等效荷載為人工邊界節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力與彈簧-阻尼器元件內(nèi)力之和。即Fa=a+fa(2.3)Fa=Ka+Ca(2.4)式中：Ka彈簧的剛度系數(shù) Ca阻尼器的粘性系數(shù)、人工邊界處的位移(m)及速度(m/s)施加等效荷載應(yīng)使其施加后產(chǎn)生的應(yīng)力與位

38、移與原入射波場(chǎng)相同，即a=0(2.5)a=0(2.6)將公式(2.4)-(2.6)帶入(2.3)可得Fa=0+Ka+Ca(2.7)由此實(shí)現(xiàn)粘彈性人工邊界上的波動(dòng)輸入。本研究通過在ADINA模型中人工邊界節(jié)點(diǎn)上，分別在其切向方向和法向方向上設(shè)置彈簧-阻尼單元（spring單元），來實(shí)現(xiàn)粘彈性人工邊界在ADINA軟件中的應(yīng)用，其參數(shù)可通過公式(2.1)-(2.2)得出，并結(jié)合自編波動(dòng)分析程序?qū)崿F(xiàn)荷載的外源等效荷載輸入54-55。2.3 含軟土覆蓋層海底場(chǎng)地模型建立與參數(shù)海底模型利用通用有限元?jiǎng)恿Ψ治鲕浖嗀DINA模擬，海水層左右兩側(cè)均在ADINA中設(shè)置為流體無限域邊界，海水和土層交界處設(shè)置FSI流

39、固耦合邊界，海水層表面設(shè)置為自由表面邊界，模型底部和土層兩側(cè)設(shè)置粘彈性人工邊界，其中土層選擇2D-Solid單元，海水層被視為勢(shì)流體，選用2D-Fluild單元，P波入射時(shí)網(wǎng)格尺寸為5m5m，SV波入射時(shí)網(wǎng)格尺寸為2.5m2.5m，劃分的網(wǎng)格一般以四邊形為主。入射脈沖選用如圖2.7和圖2.8所示。 （a）位移時(shí)程 （b）位移傅里葉譜圖2.7 P波垂直與斜入射脈沖位移時(shí)程及傅里葉譜 （a）位移時(shí)程 （b）位移傅里葉譜圖2.8 SV波垂直與斜入射脈沖位移時(shí)程及傅里葉譜模型尺寸和各材料參數(shù)：本章探究不同軟土覆蓋層厚度對(duì)海底地震動(dòng)的影響，因此不同模型其它覆蓋層與海水層幾何與物理參數(shù)保持一致。首先建立不

40、同厚度的淤泥質(zhì)軟土層海底場(chǎng)地模型如圖2.9-圖2.11所示，三種模型橫向?qū)挾认嗤瑸?200m。縱向由上往下介紹，海水層海水深度均為30m，淤泥質(zhì)軟土覆蓋層厚度分別為10m、15m和20m，淤泥質(zhì)軟土層以下部分分三層：第二、三、四覆蓋層，分別為粘土覆蓋層、砂土覆蓋層和花崗巖，其厚度分別為30m、45m、45m。所有圖中B點(diǎn)均為海底模型海床位置與陸地模型地表位置的中點(diǎn)。圖2.9 含10m淤泥質(zhì)軟土層海底場(chǎng)地模型圖2.10 含15m淤泥質(zhì)軟土層海底場(chǎng)地模型圖2.11 含20m淤泥質(zhì)軟土層海底場(chǎng)地模型同樣建立覆蓋淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地的陸地場(chǎng)地模型如圖2.12-圖2.14所示，各厚度的淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地對(duì)應(yīng)的

41、陸地模型與海底場(chǎng)地模型除無海水層之外，其他尺寸參數(shù)均相同。圖2.12 含10m淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地陸地對(duì)應(yīng)模型圖2.13 含15m淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地陸地對(duì)應(yīng)模型圖2.14 含20m淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地陸地對(duì)應(yīng)模型根據(jù)呂悅軍等56-58關(guān)于渤海海域的相關(guān)文獻(xiàn)，來確定模型各層的土層密度與剪切波速等參數(shù)。其中軟土覆蓋層物理參數(shù)根據(jù)Yang59提出考慮土層孔隙水和飽和度的等效線彈性參數(shù)確定。模型各覆蓋層物理參數(shù)如下表2.3所示。表2.3 模型各覆蓋層物理參數(shù)土層類別(kg/m3)Vp(m/s)Vs(m/s)E(MPa)G(MPa)海水層10000.33015002340淤泥質(zhì)軟土層15000.493155018

42、014549粘土覆蓋層20000.491170022028997沙土覆蓋層21000.4791800360805272花崗巖22500.451217065027589512.4 結(jié)果分析2.4.1 P波入射計(jì)算結(jié)果（1）加速度時(shí)程分析下圖2.15-圖2.17是P波垂直入射和斜入射下不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地模型與普通海底場(chǎng)地模型（不含淤泥質(zhì)軟土層）海床位置豎向加速度時(shí)程。由圖可見，不同厚度淤泥質(zhì)軟土層海底模型B點(diǎn)（海床位置）的豎向加速度時(shí)程和對(duì)應(yīng)的普通海底場(chǎng)地模型相比有明顯放大作用。含軟土覆蓋層海底模型B點(diǎn)峰值加速度被放大，2s后反應(yīng)亦被放大。P波垂直與斜入射時(shí)，海床位置的地震反應(yīng)（加速度時(shí)程曲

43、線）相似。 （a）P波垂直入射 （b）P波10入射圖2.15 P波入射含10m淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地與普通海底場(chǎng)地模型B點(diǎn)豎向加速度時(shí)程 （a）P波垂直入射 （b）P波10入射圖2.16 P波入射條件下含15m淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地與普通海底場(chǎng)地模型海床豎向加速度時(shí)程 （a）P波垂直入射 （b）P波10入射圖2.17 P波入射條件下含20m淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地與普通海底場(chǎng)地模型海床豎向加速度時(shí)程下圖2.18是P波入射條件下不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地的海床位置豎向加速度時(shí)程及局部放大圖。由圖可見，不同厚度的淤泥質(zhì)軟土層海底模型之間海床位置的豎向加速度曲線起伏趨勢(shì)基本一致，峰值與其出現(xiàn)的位置存在明顯差異，淤泥質(zhì)軟土

44、層厚度越大，海床位置豎向加速度峰值位移越大且出現(xiàn)的較晚。（a）P波垂直入射（b）P波10入射圖2.18 P波入射條件下不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地模型海床位置豎向加速度時(shí)程表2.4是P波入射條件下不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地和普通海底場(chǎng)地模型海床位置豎向PGA值。從表中可以看出，P波垂直入射時(shí)，10m、15m和20m的淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地海床位置的豎向PGA數(shù)值呈現(xiàn)遞增關(guān)系。軟土覆蓋層為10m時(shí)效果并不明顯，相比普通海底場(chǎng)地減小了3.3%，但當(dāng)海底軟土覆蓋層厚度達(dá)到15m、20m時(shí)，相對(duì)于普通海底場(chǎng)地模型的PGA分別增加15.6%和38.4%，可以看出淤泥質(zhì)軟土層厚度越大，豎向PGA增強(qiáng)效果越大，且上升幅

45、度也在增強(qiáng)。P波斜入射時(shí)，不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地海床位置豎向PGA同樣隨著淤泥層厚度的增加不斷增大。各自相對(duì)于對(duì)應(yīng)的普通海底場(chǎng)地PGA提升幅度分別為1.02%，17.9%和22.7%，提升幅度相對(duì)于P波垂直入射時(shí)略小，但依舊隨軟土層厚度增加而增大。表2.4 P波入射下不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地與其對(duì)應(yīng)普通海底場(chǎng)地模型海床位置豎向PGA（gal）軟土覆蓋層厚度P波垂直入射P波斜入射含軟土層模型普通模型含軟土層模型普通模型10m356.359368.508361.353357.68915m418.975362.416426.792361.90320m472.320342.172430.158349

46、.819由上述對(duì)于P波垂直入射和斜入射下模型海床位置的豎向加速度時(shí)程以及豎向PGA的描述可知，淤泥質(zhì)軟土層對(duì)于海底地震動(dòng)P波豎向加速度具有較大的放大作用，且隨著淤泥質(zhì)軟土層厚度的增加，放大效果越強(qiáng)。（2）位移時(shí)程分析圖2.19對(duì)比了P波入射下不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地模型海床位置的豎向位移時(shí)程。由圖可見，P波垂直與斜入射下，不同厚度的淤泥質(zhì)軟土層海床位置的豎向位移時(shí)程相差不大，說明淤泥質(zhì)軟土層的厚度對(duì)P波豎向地震動(dòng)影響較小。為更加直觀表現(xiàn)淤泥軟土層厚度對(duì)豎向位移的作用，提取各模型的海床位置的豎向位移最大值，下表2.5即是P波入射條件下不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地和普通場(chǎng)地模型海床位置豎向PGD值。由

47、表2.5可以得知，當(dāng)P波入射時(shí)，模型海床位置豎向PGD放大效果和PGA類似，P波垂直入射時(shí)，海底軟土覆蓋層厚度為10m、15m、20m時(shí)相對(duì)于普通海底場(chǎng)地模型的PGD分別增加3.6%、9.2%和10.4%，斜入射效果和垂直入射類似，可知淤泥軟土層厚度越大，放大效果越明顯。（a）P波垂直入射（b）P波10入射圖2.19 P波入射條件下不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地模型海床位置豎向位移時(shí)程表2.5 P波入射不同厚度淤泥軟土層和對(duì)應(yīng)普通場(chǎng)地海底模型海床豎向PGD（cm）軟土覆蓋層厚度P波垂直入射P波斜入射含軟土層模型普通模型含軟土層模型普通模型10m0.1710.1650.1720.16315m0.178

48、0.1630.1730.16320m0.1800.1630.1790.161綜上所述，P波垂直入射和斜入射時(shí)，不同厚度的淤泥軟土層對(duì)海底地震動(dòng)的最大位移有放大作用，且淤泥質(zhì)軟土層厚度越大放大作用越顯著。（3）W/L比譜分析W/L比譜，即海底場(chǎng)地模型的位移傅里葉譜與陸地場(chǎng)地模型的位移傅里葉譜的比值，目的是為了更直觀地觀察海水層對(duì)P波入射時(shí)海底地震動(dòng)的影響。圖2.20-圖2.22為P波入射條件下不同厚度的淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地與其對(duì)應(yīng)的豎向W/L比譜（平滑后曲線）。由圖可見，當(dāng)P波垂直入射時(shí)，普通海底模型可以明顯看出W/L比譜在P波與海水層共振頻域（12Hz）明顯衰減，而含淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地的W/L比譜衰

49、減效果降低。含軟土覆蓋層模型的W/L比譜在計(jì)算頻域范圍內(nèi)普遍大于普通海底模型比譜，并在20-25Hz內(nèi)升高，最高達(dá)到1.5左右，明顯高于普通海底模型。P波斜入射時(shí)，含淤泥質(zhì)軟土層的海底場(chǎng)地模型和普通場(chǎng)地豎向W/L比譜的區(qū)別和垂直入射大體類似。但含淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地模型的W/L比譜的衰減頻率比普通海底模型略大，說明含淤泥質(zhì)軟土層海底模型W/L比譜在P波共振頻率內(nèi)仍會(huì)衰減，但幅值衰減較小。 （a）P波垂直入射 （b）P波10入射圖2.20 P波入射條件下含10m淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地與普通海底場(chǎng)地模型豎向W/L比譜 （a）P波垂直入射 （b）P波10入射圖2.21 P波入射條件下含15m淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地與

50、普通海底場(chǎng)地模型豎向W/L比譜 （a）P波垂直入射 （b）P波10入射圖2.22 P波入射含20m淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地與普通海底場(chǎng)地模型豎向W/L比譜圖2.23是P波入射時(shí)不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地的豎向W/L比譜（平滑曲線）。由圖可見，隨著淤泥軟土層厚度的增加，W/L比譜極值出現(xiàn)的頻率逐步減小，比譜最大值不斷降低，斜入射的規(guī)律亦是如此。 （a）P波垂直入射 （b）P波10入射圖2.23 P波入射條件下不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地豎向W/L比譜綜上所述，P波垂直入射和斜入射時(shí)，海水層對(duì)其入射下的淤泥質(zhì)軟土層豎向地震動(dòng)與普通海底模型區(qū)別較大，在P波與海水共振頻域內(nèi)W/L比譜的衰減效果減低，海水在高頻段對(duì)含

51、軟土層海底模型存在較明顯放大作用。（4）S/G比譜分析S/G (Sludge/General)比譜，即淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地模型的位移傅里葉譜與普通場(chǎng)地模型的位移傅里葉譜的比值，目的是為了清楚地看到淤泥質(zhì)軟土層對(duì)P波入射時(shí)海底地震動(dòng)的影響。圖2.24為P波垂直與斜入射下不同厚度的淤泥質(zhì)軟土層海底模型的豎向S/G比譜（平滑曲線）。從圖上可知，P波入射時(shí)，無論是含10m、15m還是20m的淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地模型的豎向S/G比譜的數(shù)值整體均大于1，說明海床表面的軟土覆蓋層對(duì)P波入射時(shí)地震動(dòng)起到明顯的放大作用。并在10Hz-15Hz范圍內(nèi)出現(xiàn)峰值，P豎向S/G比譜峰值隨著淤泥質(zhì)軟土層厚度增加不斷增大。（a）P

52、波垂直入射（b）P波10入射圖2.24 P波入射條件下不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地豎向S/G比譜總體而言，由S/G比譜分析結(jié)果可知P波入射時(shí)淤泥質(zhì)軟土層對(duì)海底地震動(dòng)有放大作用。隨著淤泥質(zhì)軟土層厚度增加，海底豎向地震動(dòng)隨之提高。（5）傳遞函數(shù)下圖2.25-圖2.27為P波入射條件下不同厚度的淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地與普通海底場(chǎng)地模型的豎向傳遞函數(shù)H（w）（平滑曲線）。H（w）是海底場(chǎng)地模型海床位置的位移傅里葉譜與入射脈沖的位移傅里葉譜之比。由圖可見，P波入射下，不同厚度的淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地模型之間的豎向傳遞函數(shù)比其對(duì)應(yīng)的普通海底場(chǎng)地的豎向傳遞函數(shù)趨勢(shì)較為一致，但數(shù)值放大明顯，基本大于2，在P波與海水層共振頻率

53、范圍略有衰減。 （a）P波垂直入射 （b）P波10入射圖2.25 P波入射條件下含10m淤泥質(zhì)軟土層與普通海底場(chǎng)地模型豎向傳遞函數(shù) （a）P波垂直入射 （b）P波10入射圖2.26 P波入射條件下含15m淤泥質(zhì)軟土層與普通海底場(chǎng)地模型豎向傳遞函數(shù) （a）P波垂直入射 （b）P波10入射圖2.27 P波入射條件下含20m淤泥質(zhì)軟土層與普通海底場(chǎng)地模型豎向傳遞函數(shù)圖2.28是P波入射條件下不同厚度的淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地的豎向傳遞函數(shù)（平滑曲線）。由圖可見，不同厚度的淤泥質(zhì)軟土層會(huì)影響其豎向傳遞函數(shù)，隨著淤泥質(zhì)軟土層厚度的增加，其豎向傳遞函數(shù)出現(xiàn)峰值的頻率向左移動(dòng)，峰值在4左右。 （a）P波垂直入射 （

54、b）P波10入射圖2.28 P波入射條件下不同厚度的淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地的豎向傳遞函數(shù)由上述研究總結(jié)：P波入射時(shí)，淤泥質(zhì)軟土層海底模型海床位置的豎向地震反應(yīng)更為顯著，且隨著海底淤泥質(zhì)軟土層厚度增加，海底地震動(dòng)豎向加速度與位移越大，W/L比譜有放大作用且越來越明顯， S/G比譜曲線峰值逐漸增大，傳遞函數(shù)總體大于2。綜上可知，海底軟土覆蓋層對(duì)P波豎向地震動(dòng)存在放大作用，并隨著軟土覆蓋層厚度增加，地震反應(yīng)增大。2.4.2 SV波入射計(jì)算結(jié)果（1）加速度時(shí)程分析下圖2.29-圖2.31是SV波入射條件下不同厚度淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地與普通海底場(chǎng)地海床位置的水平向加速度時(shí)程。由圖可得，SV波垂直入射時(shí)，含淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地模型的水平向加速度時(shí)程均大于其對(duì)應(yīng)的普通海底模型。且在0.5-2s階段內(nèi)放大效果尤為明顯，含軟土覆蓋層海底模型B點(diǎn)峰值加速度大于其對(duì)應(yīng)的水平場(chǎng)地。SV波垂直與斜入射時(shí)，海床位置的地震反應(yīng)（加速度時(shí)程曲線）相似。 （a）SV波垂直入射 （b）SV波5入射圖2.29 SV波入射條件下含10m淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)地與普通海底場(chǎng)地模型的海床位置水平向加速度時(shí)程 （a）SV波垂直入射 （b）SV波5入射圖2.30 SV波入射條件下含15m淤泥質(zhì)軟土層場(chǎng)