不同地层波速模型对沉积谷地地震响应规律的影响：FEM–IBIEM 模拟研究

刘中宪 1，2，3，王 冬 1，2 

（1. 天津城建大学，天津 300384；2. 天津市软土特性与工程环境重点实验室，天津 300384；3. 天津市地震工程研究所，天津 300384）

摘 要：准确的地层波速模型是场地反应分析的关键，而实际地层波速测定存在很大的不确定性。计算中通常采用简 化的均质和分层模型，或者根据钻孔数据将波速沿深度进行线性、二次或指数拟合。这些不同波速模型对沉积谷地地 震响应的影响规律究竟如何目前尚未得以厘清。为此尝试采用有限元—间接边界积分方程耦合方法，通过频时域定量 计算，从波动学角度揭示不同波速模型沉积谷地地震响应的差别及其本质所在。数值计算结果表明：低频波入射时 (  0.3 )，常用的几种波速模型对地表位移反应影响不大。但随着频率增大，不同波速模型对计算结果的影响不能忽 略。着重考察了线性模型和均质模型之间的反应差别：发现线性模型情况下高频共振和盆地边缘效应更为显著，由此 导致地震能量主要积聚在近地表土层，并使得沉积内部地表位移幅值显著放大，地震动持时明显增长。另外，沉积谷 地形状和入射角度对地震波聚焦特征也具有重要影响，不同波型入射下聚焦区域有很大差别。实际沉积谷地地震动场 精确模拟需获取较为精细的地层波速结构和边界几何特征。 

关键词：沉积谷地；地震响应；FEM-IBIEM 耦合法；地层波速模型

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