[1]赵 政,于彦彦,丁海平.考虑山体走向变化的盆山耦合场地对地震动的影响：S波入射[J].华南地震,2025,(01):1-11.[doi:10.13512/j.hndz.2025.01.01]
　ZHAO Zheng,YU Yanyan,DING Haiping.Effect of Basin-Mountain Coupling Site on Ground Motion Considering Variation of Mountain Strike：S-Wave Incidence Case[J].,2025,(01):1-11.[doi:10.13512/j.hndz.2025.01.01]
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考虑山体走向变化的盆山耦合场地对地震动的影响：S波入射()

华南地震[ISSN:1006-6977/CN:61-1281/TN]

卷:
期数:
2025年01期
页码:
1-11
栏目:
地震科学研究
出版日期:
2025-03-30

文章信息/Info

Title:
Effect of Basin-Mountain Coupling Site on Ground Motion Considering Variation of Mountain Strike：S-Wave Incidence Case
文章编号:
1001-8662（2025）01-0001-11
作者:
赵 政; 于彦彦; 丁海平
苏州科技大学 江苏省结构工程重点实验室，江苏 苏州 215011
Author(s):
ZHAO Zheng; YU Yanyan; DING Haiping
Key Laboratory of Structure Engineering of Jiangsu Province，Suzhou University of Science and Technology， Suzhou 215009， China
关键词:
谱元法; 三维; 盆山耦合地形; 地震动响应; S波入射
Keywords:
Spectral-element method; 3D; Basin-mountain coupling terrain; Ground motion response; S-wave incidence
分类号:
TU435
DOI:
10.13512/j.hndz.2025.01.01
文献标志码:
A
摘要:
基于高精度谱元法和多次透射边界相结合的数值模拟方法，考虑山体走向的变化，对S波入射下三维山体环绕盆地的耦合地形的地震响应进行了对比研究，结果表明：相比仅考虑盆地而忽略周围地形模型，盆山耦合场地对盆地内地震动的影响较大，明显放大了盆地内部分区域的地震动强度，最大放大系数可达1.8左右。同时，山体山顶区域地震动增强，山脚区域地震动减弱。相比仅考虑山体地形模型，盆山耦合场地在盆地区域地震动被显著放大，但山体区域的地震动受盆地的影响较小。盆山耦合场地地表点时程响应傅氏谱曲线振荡更加强烈，山顶处及盆地中心处均为谱放大强烈区域的位置。盆山复合场地的地震动分析中需考虑二者的耦合效应对地震动的影响。
Abstract:
Considering the variation of mountain strikes，this paper conducted a comparative study of the ground motion response in the 3D basin-mountain coupling terrain under S-wave incidence based on the numerical simulation method which combined high-precision spectral-element method and multi-transmitting boundary. The results show that compared with the model that considers only the basin while ignoring the surrounding terrain，the basin-mountain coupling site has a greater impact on the ground motion within the basin，significantly amplifying the ground motion intensity in certain areas of the basin， with a maximum amplification factor of about 1.8. Additionally，the ground motion strengthens in the summit area of the mountain，while it weakens in the foot area. Compared with the model that only considers the mountainous terrain， the basin-mountain coupling site significantly amplifies ground motion in the basin area， while the influence of the basin on ground motion in the mountainous region is relatively small. The Fourier spectral curve of the time-history response shows more intense oscillations at surface points in the basin-mountain coupling site， with both the mountain summit and the basin center being locations of strong spectral amplification. Therefore， the coupling effect between the basin and mountain should be considered when analyzing the ground motion of a basin-mountain composite site.

参考文献/References:

[1]高孟潭，陈学良，俞言祥，等.“5·12”汶川8.0级地震汉源烈度异常机理的初步探讨[J].震灾防御技术，2008，3（03）：216-223.
[2]王海云，谢礼立.自贡市西山公园地形对地震动的影响[J].地球物理学报，2010，53（7）：1631-1638.
[3]王伟.地震动的山体地形效应[D].哈尔滨：中国地震局工程力学研究所，2011.
[4] Kawase H. The cause of the damage belt in Kobe：“The basin-edge effect，”constructive interfereence of the direct S-wave with the basin-induced diffracted/Rayleigh waves[J]. Seismo?logical Research Letters，1996，67（5）：25-34.
[5] Theodoulidis N，Cultrera G，Cornou C，et al. Basin effects on ground motion：the case of a high-resolution experiment in Cephalonia（Greece）[J]. Bulletin of Earthquake Engineering， 2018（16）：529-560.
[6]韩天成，于彦彦，丁海平.直下型断层的破裂速度对盆地地震效应的影响[J].地震学报，2020，42（04）：457-470+510.
[7]胡元鑫，刘新荣，罗建华，等.汶川震区地震动三维地形效应的谱元法模拟[J].兰州大学学报（自然科学版），2011，47 （04）：24-32.
[8]陈树培，温卫平，翟长海，等.含子盆地的二维沉积盆地非线性地震反应分析[J].世界地震工程，2023，39（04）：66-76.
[9]刘中宪，马宁宁，刘蕾.盆山耦合场地对平面SH波的散射[J].应用力学学报，2015，32（5）：839-846.
[10]刘中宪，武凤娇，王冬.沉积盆地—山体耦合场地对平面P波、SV波和Rayleigh波的二维散射分析[J].工程力学， 2016，33（2）：160-171.
[11]巴振宁，梁建文. Rayleigh波斜入射下层状场地中凸起地形的三维响应分析[J]. 中国科学：技术科学，2015，45 （08）：874-888.
[12]高严，于彦彦. SV波垂直入射盆山耦合场地对地面运动的影响[J].防灾减灾工程学报，2022，42（1）：100-110.
[13] Ma S，Archuleta R，Page M T. Effects of large-scale surface topography on ground motions，as demonstrated by a study of the San Gabriel Mountains，Los Angeles，California[J]. Bulletin of the Seismological Society of America，2007，97 （6）：2066–2079.
[14]刘启方，于彦彦，章旭斌.施甸盆地三维地震动研究[J].地震工程与工程振动，2013，33（4）：54-60.
[15]喻志颖.高山峡谷与盆山耦合场地对弹性波的散射[D].天津：天津大学，2018.
[16] Bouchon M，Schultz C A，Toks?z M N. Effect of three-dimensional topography on seismic motion [J]. Journal of Geophysical Research：Solid Earth，1996，101（B3）：5835-5846.
[17] Sohrabi-Bidar A，Kamalian M. Effects of three-dimensional?ity on seismic response of Gaussian-shaped hills for simple incident pulses[J]. Soil Dynamics and Earthquake Engineer?ing，2013（52）：1-12.
[18]王晓山，付长华，赵志远，等.延庆—怀来盆地地震动盆地效应研究[J].灾害学，2023，38（02）：53-59.
[19] Lee S J，Chen H W，Liu Q，et al. Three-dimensional simulations of seismic-wave propagation in the Taipei basin with realistic topography based upon the spectral-element method[J]. Bulletin of the Seismological Society of America，2008，98（1）：253-264.
[20]于彦彦，芮志良，丁海平.三维局部场地地震波散射问题谱元并行模拟方法[J]. 力学学报，2023，55（6）：1342-1354.
[21] Komatitsch D，Tromp J. Introduction to the spectral element method for three-dimensional seismic wave propagation[J]. Geophysical Journal International，1999，139（3）：806-822.
[22]廖振鹏.工程波动理论导论[M].北京：科学出版社，2002.
[23]曹欣荣，宋天舒，刘殿魁.任意形状凸起地形对平面SH波的散射[J].应用数学和力学，2001，22（9）：976-982.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2024-06-12
基金项目：中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项资助项目（2021EEEVL0001）；国家自然科学基金青年基金项目（51808371）联合资助。
作者简介：赵政（1998-），硕士研究生，主要从事场地地震效应研究。E-mail：1274608749@qq.com
通信作者：于彦彦（1986-），博士，副教授，主要从事场地地震效应研究。E-mail：yyy_usts@126.com
更新日期/Last Update: 2025-03-30