二維復(fù)雜場(chǎng)地地震動(dòng)顯式數(shù)值模擬過(guò)程的精度比較.pdf

1、大量震害調(diào)查表明場(chǎng)地條件對(duì)地面運(yùn)動(dòng)有著重要影響，如位于斷層、陡坎盆地及山梁等復(fù)雜場(chǎng)地下的震害指數(shù)通常將高于平整場(chǎng)地。理論上建筑物應(yīng)盡量避讓這些不利的場(chǎng)地，由于我國(guó)人口眾多，土地資源有限，事實(shí)上很難完全避讓這些不利位置，因此研究局部復(fù)雜場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的影響將有助于抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建立。復(fù)雜場(chǎng)地下的地震動(dòng)數(shù)值模擬是提供震害預(yù)測(cè)及抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，而目前常采用的時(shí)域顯式有限元法在模擬復(fù)雜場(chǎng)地地震動(dòng)時(shí)候會(huì)遇到一些困難，如采用密網(wǎng)格，計(jì)算耗時(shí)比

2、較長(zhǎng)，且選用的模型尺寸大小也受到限制等等，這些因素制約了復(fù)雜場(chǎng)地地震動(dòng)模擬的精度的及可靠性。本文采用了基于高階插值的時(shí)域顯式譜元法及現(xiàn)有工程常用的時(shí)域顯式有限元法，對(duì)比分析了幾種典型的復(fù)雜場(chǎng)地下的地震動(dòng)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果，旨在說(shuō)明復(fù)雜場(chǎng)地地震動(dòng)數(shù)值模擬的精度水平，探討了現(xiàn)有方法模擬復(fù)雜場(chǎng)地的地震動(dòng)的合理性及存在的問(wèn)題，得到了一些有意義的結(jié)論。具體工作如下所述:
　　 1.基于不同有限元模型，采用顯式有限元法研究了均勻半彈性空間、陡

3、坎、半凸和半凹場(chǎng)地模型的地震動(dòng)特征，指出了現(xiàn)有計(jì)算模型及數(shù)值模擬方法的模擬精度和可靠性條件。
　　 2.基于同顯式有限元法同樣的分析模型，采用時(shí)域顯式譜元法研究地震動(dòng)規(guī)律，對(duì)比研究?jī)煞N顯式方法的數(shù)值精度及可靠性。
　　 3.在內(nèi)域精度比較時(shí)，采用遠(yuǎn)置邊界消除人工邊界的影響。為了研究人工邊界對(duì)數(shù)值模擬精度的影響，進(jìn)一步選取精度一致的內(nèi)域模型，研究了粘彈性人工邊界、透射人工邊界以及完美匹配層(PML)邊界的精度差異。