影响地下地震剪切波的频谱空洞

文摘

提出了一种数值方法来研究地震剪切波的散射引起的地下空洞的存在均质土壤。方法是基于两个解的叠加:自由波传播问题的解决方案在均匀半空间内,很容易确定分析,和波散射问题的解决由于洞穴的存在,评估数值通过一个特别的代码实现通过使用ANSYS参数化设计语言。在二维环境中,这种技术被应用到一个洞穴,放置在某一深度从地面水平。地震剪切振荡的频谱确定地面上不同尺寸和深度的洞穴并与频谱注册没有洞穴。洞穴的影响深度和维度上谱放大进行了分析和讨论。

1。介绍

在过去的几十年越来越受到关注的地震易损性评估现有的古建筑和地震载荷的安全结构的设计。在这个程度上,各种各样的设计师和工程师已经开发技术规范,基于或等效静动力分析计算。在所有的关键数据需要考虑地震振动的频谱是注册在地面水平。地震信号的频率含量取决于许多因素,如考虑地形的区域,材料的特点,土壤是由土壤地层。这些因素可能导致放大和增加结构的地震灾害建立在附近的地面上。

一些最近的研究(1- - - - - -8)指出,自然或人为地下空洞的也可能是地震危害来源结构。地震在钙质区域由地下岩溶过程,石窟、洞穴、落水洞,会导致下降或崩溃的金库在前或移除碎片在后者。表面凹陷或地面可能发生的沉降导致崩溃的危险建筑上面(9]。某些情况下发现了严重破坏的建筑物在地震后1980 -人造蛀牙的Atella (Potenza,意大利)1)和相同的地震后,最受损建筑物在秃鹰Rionero主要是集中在地区是著名的洞穴密度(2]。Gizzi [3)突出地下空洞的存在之间的关系和观察到的建筑损坏后1930 -伊尔皮尼亚地震。同样,在4)指出,蛀牙可显著提高伤害到附近的建筑物的存在低强度岩石。也似乎洞穴可以减少地震荷载转移到建筑。事实上,减少小的峰值地面加速度一直在调查区域的空间分布的蛀牙是几百米(5]。人造洞穴及其关系与历史建筑被认为是在定义的风险水平(6]。在卡塔尼亚地震响应分析已经完成在邻近的几个自然蛀牙发现蛀牙代表高一些建筑物的地基稳定性的风险(7]。古代建筑往往是表面的土壤,许多地下空洞存在,自然或人为,发掘几个世纪以来对住房、防御的目的,或仪式和宗教意图。例如,意大利丰富的地下空洞下面古老的中世纪城镇,城堡、修道院等等。这些城镇基本上是建立在人造地下蛀牙可以追溯到几个世纪,罗马的地下水系统输水管道和水箱,中世纪的隧道进行存储和通信和藏匿的地方第二次世界大战期间使用(8]。

执行正确的地震结构分析,关键是确定有效的地面地震加速度,和,因此,发现地震载荷的建筑。如果存在地下洞穴,那么他们的散射对地震波传播的影响必须考虑一个准确的估计,地震地面加速度。

本研究的首要目标是提出一种数值计算技术,以确定地震频谱在地面地下洞穴存在土壤中,对于一个给定的频谱注册没有洞穴的表面土壤。为了实现这个,ANSYS参数化设计语言(10使用](fortran-like编程语言)。一个特别的代码是作为计算工具,协助开发工程师和设计师。事实上,商用计算机软件处理连续介质中的波散射与孔隙很少或不全面。一方面,软件结构分析可以处理复杂的材料非线性和复杂的几何图形,但往往是不足的波绕射和辐射的问题。另一方面,规范处理土壤中地震波传播主要集中在多层地层学的影响。这些后者代码之一是计算机程序握手(11,12),该公司估计波反射和衍射发生土壤之间的接口层不同的材料做的。

一旦计算模型被开发,目前工作的第二个目标是估计的尺寸和深度的影响一个地下洞穴地震波振幅的注册在地面,通过执行数值参量的分析。

研究地震波散射产生的空洞主要关注两个方面工程的兴趣。第一组作品集中在确定地下洞穴的动力响应,尤其是隧道地震波。不同的方法已经被执行。在[13,14),例如,模型基于边界元素已经被开发出来,同时,在15),两个边界元素和有限元素已经被使用。在[16),地震导致的压力隧道已经被评估通过一个三维壳理论,在17一个多尺度有限元方法之后,在[18),简化的解决方案已经被建模发现隧道得票率最高梁。第二组的研究集中在洞穴的衍射影响波动,特别关注在地面产生的振荡。本研究属于这个集合,发现了各种各样的解析解。只有少数论文提到,作品在其中引用被称为书目引用。回顾封闭压力和剪切波的散射的解决方案由一个球形的障碍提出了在19]。剪切波的衍射问题触及圆柱形空腔放置在一个楼梯已经解决了在20.,21),和表面的地震放大腔上方地面运动估计。而在(20.SV-waves的衍射的解决方案被发现通过汉克尔系列,在21]相关的反平面问题的传播SH-waves已经解决了通过使用贝塞尔和汉克尔函数。近似的解决方案确定(22)通过使用混合方法相结合的有限元方法在该地区周围的空腔和波本征函数扩张远离腔,在23通过应用加权残余法和[]24通过有限元素。放大地震危险性的表面结构在土壤孔隙一直在调查(25]。,严格的嵌入式的反应基础反平面SH-waves衍射的圆柱形谐振腔被评估使用贝塞尔函数。在[26的影响),SV-waves表面运动的调查数字通过显式有限差分程序FLAC (27]。研究了衍射波的蛀牙Castelnuovo镇的实际情况(意大利),特点是许多地下空洞,受损的暴力拉奎拉地震是在2009年。

这里我们只考虑SV-waves,面波前和向上传播方向,这是古代建筑,因为他们的大部分要求传输惯性水平力。仅限于二维模型设置。齐次线性弹性半平面和一个空白从地面放置在一定的深度。问题是假设线性以来,我们遵循的策略解决它是基于两个解的叠加。(我)第一个是所谓的声波测井问题,也就是说,在同质半平面波传播的问题。为此,解决方案是可用的分析。(2)第二个,命名绕射问题,占洞穴的存在带来的扰动波传播。这个问题在于确定运动由于某种力的分布应用于洞穴边界,确定函数的声波测井的解决方案。因为这个问题不能解决分析,它是接近数值,通过有限元素。一个半圆的计算域被认为是,被分配在人工边界吸收条件,以避免波反射。吸收外向波的两个主要技术是高阶吸收边界条件和完美匹配层(见[28,29日)对这些方法的比较和文献引用的详细描述)。在这里,一阶吸收边界条件被认为是(30.),避免更复杂的高阶条件。一阶条件完全滤波边界与零入射角。因为在洞穴的波浪绕射问题生成边界与圆形波传播方面,达到人工边界与很小的入射角度,然后一阶条件保证满意的精度,提供一个足够大的半圆的半径域被认为是。一旦绕射问题是数值求解,获得全球问题的解决和衍射和声波测井的解决方案。

本文上述描述的策略应用于频域的问题。地震剪切振荡的频谱是确定地面,所需工程应用剪切振荡的频率内容是一项基本输入数据现有的或新建筑的抗震分析。由几种模拟考虑不同尺寸和深度的一个拱形洞穴。为每个模拟地震振动假设注册1997年Umbria-Marche地震测井问题的解决方案。其频谱的振幅计算,然后通过使用有限元素对应的衍射问题已经解决了。最后,据估计,全球解决方案,振幅估计地面水平,正确的上腔,比较与声波测井的情况。根据尺寸和深度的洞穴,频率范围发现振荡振幅的放大和频率间隔在减少。发现光谱是由,详细描述和讨论了声波测井谱的差异。

本文组织如下。节2问题是制定。土壤和洞穴的材料特征几何定义,和声波测井确定解决方案。节3,用于解决问题的策略是首先在时域描述,然后在频域。部分4处理人工边界上的吸收边界条件指定的计算域。半圆的半径计算域是由数值分析的手段。节5并给出了数值结果和讨论。结论是在部分6。

2。问题陈述

地震波的散射问题引起的地下空洞的土壤是在二维环境制定。土壤由半平面表示,齐次线性弹性,质量密度公斤/米²,杨氏模量N / m²和泊松比。这些值描述一个真实的土壤在洞穴存在(31日]。在这个媒介,膨胀和横波传播速度米/秒,分别m / s。他们是相关的和通过 假设一个洞穴土壤放置在一定的深度从地面和形状绘制在图1。然后,它是假设地震横波传播的土壤从底部到顶部,波速。图1草图几何问题的方案。组件,代表点和矢量的正交笛卡尔坐标系、图中所示1,使用。

目的是调查产生的散射洞穴剪切地震波的传播。特别是地震振动注册在地面水平评估,对洞穴上面(点在图1),不同的振荡时发现蛀牙是没有注册。感兴趣的是洞穴的影响的分析维度和深度的地震在地面振动。洞穴的形状图1,考虑六个不同的维度和四个不同的深度。较小的洞穴维度m和米(洞穴的宽度和高度,分别地。,如图1维),洞穴的2、3、4、6和8倍。四个不同的深度m。表列出的所有可能的组合1被认为是。数字用于标签不同洞穴维度和大写字母区分深处。尺寸1和2是代表下洞穴发现的典型的中世纪的马尔凯中心。维度3、4、5、6进行参数分析,并介绍了典型的人为蛀牙和意大利天然洞穴中发现的其他网站(1,4,6,32]。地震激励而言,南北分量的加速度图注册在车站Nocera本影在1997年Umbria-Marche地震被认为是。地震加速度画在图2(一个),它取自ITACA(意大利Accelerometric存档),免费在网站33]。研究散射波在频域频谱地震加速度的确定。从现在开始,一顶帽子是用来显示一个给定的时间函数的傅里叶变换。此外,显示与的频率和角频率。

由于地震振动的随机性质,其光谱是由使用随机概念,如[34]。整个地震时间间隔分为小区间,每一个重叠的下一个的子区间长度的1/3。用这种方法生成一个样本的随机过程。子区间的长度被设置在生成必要的0.5赫兹决议FFT的加速度。在每个子区间确定信号的fft算法。一旦得到所有由此产生的振幅谱,生成数据样本,及其统计特征最小、最大和平均曲线估计(虚线曲线在图2 (b))。然后,这些曲线近似对数正态概率密度函数的通过,如[35]。对数正态函数的表达式 与信号的总能量,信号的中频,信号的均方根。为,,评估从最小、最大和平均曲线,傅里叶变换得到的对数正态曲线与实线绘制在图2 (b)。我们认为平均曲线。从它的频谱水平位移振幅的通过简单的划分的广场;也就是说,。的图像绘制在图3。

问题陈述如下。

让一个线性弹性各向同性半空间内,代表着土壤、地下空腔的形状图1被给予。让土壤受地震剪切振动频谱特征的人物3在地面,注册一个统一的情况下,free-of-cavities土壤。确定波散射产生的洞穴,,尤其是振动频谱注册在地面以上腔(点在图1)。

3所示。解决的策略

在提出的策略36),6.1节,对地震波的问题与一个挖掘土壤基础是适应手头的问题。

3.1。时间制定

让是点的位移的在即时。的位移场,,必须解决这个问题 第一个方程是线性弹性动力学的控制方程,和第二个和第三个方程是无压力的地面和洞穴表面边界条件,分别。单位向量是正常的,和指向内部的洞穴内。土壤粘度被忽视。动力解决方案上述问题将和静态问题的解决方案,所有的静态加载。因此体积负荷,如土壤重量,不考虑(3)。我们估计两项之和: 在哪里和的解决方案吗声波测井和分散的问题分别在下面描述。

声波测井问题。声波测井的问题是土壤中地震波传播的问题没有洞穴。它是由以下地面运动方程和无压力条件: 在哪里是应力张量 与的身份张量,梯度算子,和分别是对称的部分和跟踪运营商。场方程(5)承认体积和剪切波。如果我们限制波传播的方向,容积波形式,被一个任意波形波速(见(1))。剪切波的形式,波速(见(1)),振动的方向。体积和横波也称为纵向和横向波,由于它们的传播和振动方向相互平行和正交的,分别。正如上面的,只有横波。

为了满足地面无压力条件下,必须占一个反射波。因此,声波测井的解决方案 相应的应力状态纯剪,, 在上面的表达式中,。

分散的问题。分散的解决方案代表了扰动声波测井的解决方案将洞穴的存在。分散的问题是通过应用分解(4全球问题()3)和使用(5声波测井的问题。它读取 分散的问题一旦发现声波测井的解决方案可以解决,因为,部队的逆应用声波测井振荡引起的边界的洞穴,代表的力量来源分散的问题。

假设的边界洞穴是无压力。这个假设对应于一个腔结构覆盖在其表面。相反的情况可能是腔由一个刚性结构。在这种情况下,洞穴将建模为刚性夹杂物。

3.2。制定在频域

为了确定频谱在地面上,问题是在频域内制定。

对声波测井问题,使用横向振荡的傅里叶变换 申请重新调节,然后翻译规则获取 在哪里的傅里叶变换。使用欧拉公式,(11)变成 从这个关系,傅里叶变换在两个不同的垂直坐标和相关的如下: 如果频谱在地面(其模量报道在图3),光谱位移在一定的坐标是 从(8),剪切应力谱 现在的分散问题(9)可以在频域新配方如下。找到满足的方程 在哪里表达式(6),是由(15)。

由于声波测井解是已知的公式(14),只有零散的问题(16)必须解决。数值模拟获得的解决方案是通过有限元方法。一个半圆的计算域的半径被认为是,如图4(一)和吸收边界条件被分配在半圆。过滤的作业条件和半径的选择将在下一节中讨论。

一般而言,分散问题(16承认一个复数形式的解决方案 在哪里和实部和虚部。因此,最终的解决方案是声波测井和分散的和解决方案: 当声波测井的解决方案只有水平分量,它不依赖于;解决方案占一个垂直振荡,也取决于坐标。

4所示。吸收边界条件

解决分散问题,有限元素,计算必须考虑有限域的半无限半平面,和吸收边界条件必须应用于人工边界的计算域。他们应该过滤输出波,不思考,从而允许reprodution波动可观测的半无限域。一阶吸收Lysmer和Kuhlemeyer提出的条件30.)实现的。他们由一个分布的正常和切向阻尼器粘滞系数等于 分别在人工边界上。

这些条件完全过滤体积和剪切波传播的方向正常的边界。事实上,一波又一波的形式体积和剪切波,达到人工边界点和单位法向量和单元切线向量满足方程 的应力张量是由(6)。因此必须特别注意致力于人工边界的选择,最大化的吸收。应该这样,即将离任的海浪冲击一个入射角接近于零。

在这种情况下,波的来源是由洞边界,部队在哪里应用根据(16),我们预计,在一定的距离洞穴,剪切和体积波的波前几乎是半圆形集中在洞穴,在径向方向传播。因此我们分配到计算域一个半圆的形状,如图4(一)。我们叫它和人工边界。

考虑到洞穴维度,洞穴的深度和半径半圆形的域的几何条件和必须满足的方式输出波到达吗几乎半圆的方面。他们要求的洞穴一定很遥远。要求洞穴维度及其深度与波长相比必须小;也就是说,(假设紧凑的来源)洞穴的深度浅的(假设)。这后一个条件允许使用粗网格,相比几何尺寸和,因为网格大小必须至少六十八倍小于波长的精确数值近似。

选择半径 。修复的价值以下数值测试执行。考虑半圆形域图表示4 (b)和应用的谐波水平力振幅等于1 N点的垂直半径放在深度。在频域中,数值解确定不同的半径和频率。半径选择在这样一个方式,相应的解决方案并没有显著的不同可以同更大的半径,无论频率是多少。

两个深度m和的力量,考虑半径和网格大小报道在表2。对于每个案例,四个模拟执行,通过分配的频率赫兹。他们属于频率范围赫兹的频率谱共同地震波达到最大的振幅。

所有这些解决方案的模拟进行了分析通过比较径向和切向位移和和径向和切向应力和沿着半径倾斜一个角度(见图4 (b))。人们发现,模拟米,一个合理的半径的选择米,因为相应的解决方案非常接近那些更大的半径m。为更大的值,如米,半径长度必须增加为了获得准确的结果。这里所有的比较分析不能报道限制的长度。在图5,真正的部分,,,据报道,在吗m和赫兹和径向坐标的不同的值(见表2(a))。类似的曲线为绘制在图6。

从这一分析,得出结论,如满意的精度是保证如果一个值m是选择。此外,网格的大小m是分配,也足够可以捕获高频振荡(作为一个例子,赫兹,横波波长等于米)。洞穴的情况下3 c的网表1绘制在图7。

备注1人工边界(能量)。数值解不同的值的准确性也可以评估的基础上,精力充沛的估计,如以下所述。阻尼器的能量消散的人工边界在一段时间内不同的价值观决定吗。然后一个解决方案获得了一定的半径如果耗散能量被认为是准确的几乎不会改变为更大的半径。换句话说,正确的半径是耗散的能量几乎稳定在一个常数值。

计算域的能量辐射在一段给定的表达式 在哪里 径向和切向位移组件,分别和在数值确定。为模拟类型(a)在表2的值,四是半径的函数绘制在图8对于不同的频率。可以看出略微从变化m。为模拟类型(b)在表2曲线类似于图8因此不报道。唯一的区别是,在这种情况下,曲线(即稳定。,成为几乎不变)m。总之,这种能量分析证实了处方的选择由上述分析位移和压力。

5。数值结果

5.1。仿真设置

半圆形的域的半径米,图中所示4(一),离散平面四边形网格大小的有限元素m。所有洞穴几何图形和职位表中列出1被认为是。自然条件是应用在洞穴边界,根据公式(16)和(15)。在(15),振幅谱的图3被分配给。因此,在每个频率,我们确定只有振荡的振幅,失去信息阶段。之后发现频谱代表真正的频谱的上限,将获得的考虑(15)的复数光谱振荡注册的地面。为每个几何列在表中1、频率间隔内的选择赫兹,通过使用一个频率的一步赫兹。吸收条件中描述的部分4应用在人工边界,而被分配在地上线无压力条件。

分散的问题认为这是反对称的轴(图4(一))。因此他们可以得到解决,通过考虑一半的域和实施零对称边界垂直位移,减少计算工作的优势。因为这项工作的目的是提出一个计算工具可用于非对称问题,整个计算域被认为是。

5.2。分散的解决方案

在数据9和10的轮廓图,真正的水平散射位移的一部分,和水平分布的振幅位移,分别表示表的情况下31和频率赫兹。类似的趋势与不同频率的模拟,发现维度,和洞穴的深处,而不是为了简明的报告。图9表明,表面横波传播在地面,生成。他们的波长和频率成反比,与公式一致。图10指出他们的振幅降低离开洞穴。看着地面上的振幅(数字10(b),10(d)10(f)),可以看出注册点的值洞穴上面,非常小的在所有的情况下。这是由于这样的事实:洞穴代表一个障碍,打破了水平地震横波传播的波前。最大的散射位移点标示字母注册和在图10,放在右边,左边的点,在一定的距离。这些最大振幅,,米,分别赫兹。这些减少随着频率的增加。

关于点的振动的频率谱水平振动振幅对所有表的维度和洞穴深处1绘制在图11。正如所料,洞穴的振幅增加维度增加和洞穴深度降低。它是注意到的频率曲线达到最大值减少当洞口尺寸增加。对洞穴放在深度由字母A m,标记,达到最大振幅1赫兹最小的洞穴和6赫兹最大的洞穴。自从频率与波长成反比,洞穴之间的正比例关系建立维度和放大波的波长。这两种现象有关,取决于波长之间的比例和洞穴维度:从一边,波大波长相比,洞穴内尺寸(小频率)几乎不受干扰的传播,因为洞穴代表一个小扰动;从另一边,与小波的波长相比,洞穴维度(大频率),洞穴代表了波传播的障碍阻碍。

大尺寸的洞穴(标签5和6),二次高频峰值。例如,在二次峰值礼物赫兹洞穴5 a和对洞穴6赫兹。他们可能是由于反射波困在洞穴和地面之间。

无限半空间内的近似的离散网格有限导致的存在一些波兰人接近真正的复平面的轴;在某些情况下,这可以突出存在的振荡的频率响应,可以看到在图11。

洞穴的存在的第二个影响是反射波的一代传播方向向下,圆形的波阵面时。这波运动物体定位锥集中在山洞里,虚线表示的数据9和10。

分散的问题也占垂直位移,如图12的轮廓(数据12 (b),12 (d),12 (f)),(数据12(一个),12 (c),12 (e))绘制频率赫兹。

总结,地面有两种类型的进步波,纵波横向振荡的特征(图9)和横波垂直振荡(图12)。在这两种情况下的波速度波长是。

后验,我们可以肯定,半圆的计算域是精心挑选的。实际上分散的解决方案是半圆形的波阵面时和重叠的人工边界,保证很好的吸收阻尼器。

提出了分析的准确性已经检查通过比较的结果与模拟不同网格大小。发现解决方案对于较小的网格尺寸变化不明显,这证实了结果的准确性。在图13,一个收敛测试的结果显示在几个检查已经完成。在洞穴的情况下3 c,四个网格大小m是,平均价值估计为每个网格大小的频率范围赫兹,最大振幅是获得。图的结果图13显示的解决方案几乎等于那些米,因此,一个令人满意的解决方案实现收敛m。

5.3。全球解决方案

频率谱点的全球解决方案评估通过公式(18),绘制在图14。洞穴1光谱几乎是类似于声波测井的情况。事实上洞穴大小太小了大幅修改波传播。这是在协议与理论(37)和数值(26]的结果,根据地震波传播的修改只有在洞口尺寸大于入射波的波长的四分之一。由于洞穴1型维度m和米,他们只能影响剪切波的传播与频率大于20 Hz。对于较大的维度,声波测井谱光谱偏离。它表现出更大的价值比声波测井谱在某些频率间隔和在其他频率范围较小的值。这些频率间隔和相应的振动振幅随洞的大小和深度如以下部分所述。

首先考虑类型的洞穴(深度米)。它们的光谱的蓝色曲线在图14。频率区域所示,比声波测井曲线曲线表现出更大的价值。随着洞的大小增加,该地区转移向较低的频率和振幅降低。频率间隔和相应的波长间隔表中列出3,对不同维度的洞穴。增加洞穴的维度,转变对低频率的波长间隔对应于一个转变对较大的波长。正如预期的那样,关系之间的比例,建立了散射物体的尺寸和散射波的波长。

的频率小于相比,洞穴太小入射波的波长,它无法散射波。频率比洞口太大与入射波的波长相比,它的行为作为一个障碍,偏离左右的波。因此,在点洞穴上面放置正确,频谱振幅降低。然而,对于足够大的洞穴,洞穴4、5、6,当频率超过一定频率值,表示在数据14 (d)- - - - - -14 (f)再次,光谱曲线变得比声波测井曲线。这种行为可能是由于电波反射而产生在洞穴和地面之间的地区,一旦波传播的垂直方向倾斜的洞穴。洞尺寸增加,阈值减少了。

的最大振幅注册“中型”4洞。事实上,小洞穴是无效的,而巨浪代表波传播障碍,产生减少频谱。

到目前为止,只有相对应的光谱类型描述了一个洞穴。然而类似的考虑可以为相关的光谱类型B的洞穴(红线),C(紫线)、D(绿线)。唯一的区别在于,随着洞穴深度增长,频谱图,特别是,在振幅峰值减少。它遵循的光谱深大的洞穴,洞穴5 d和6 d,总是低于声波测井谱。因此,在这些情况下,山洞里会产生有益的影响,无论频率值,在报道4,5]。

从以前的结果一些明确的趋势出现,所以一些言论可以用于工程。图15综合显示控制点的位移峰值为不同的案例分析。它突显出地下蛀牙可以扮演一个角色在修改表面运动。特别是,当腔不远的地上,位移也可以增加约35%的蛀牙。在最不利的情况下,类似的增加可以对上部结构的位移估计,如果存在。这当然必须考虑的设计新结构或现有结构的地震安全性评价,抵御未来的地震。

6。结束语

本文数值模型分析地下空洞的影响提出了地震横波的传播。它是基于波传播问题的分解成一个声波测井问题,其解决方案是可用的分析,和一个分散的问题,这取决于声波测井的解决方案,可以解决通过标准有限元素。

提出了模型的第一个显著特征是它的简单性,这使得它很容易实现商业代码。出于这个原因,它是向工程师和代表一个工具的设计新结构或现有建筑物的地震评估放在土壤表面的特点是地下空洞。事实上,它提供了频谱在地面,一个至关重要的设计基准地震结构工程。

第二个特点是它的多功能性。这里已经应用的非常简单的情况下一个拱形洞穴在均匀土壤。然而,不同形状的多个洞穴可以考虑,可以认为非齐次分层土壤,提供一个更复杂的声波测井问题的解决方案。这些进一步病例是留给未来的工作。

单一拱形洞穴认为本文深入参数分析已经完成确定洞口尺寸和深度的影响地震剪切振荡的频谱,尤其是在地面水平。首先,研究了分散的解决方案。它的特征是横向和纵向表面波,传播在地面从上面的洞穴和反射横波传播从洞穴中向下的方向。关于地面的振荡幅度我们注意到最大值点并没有实现正上方的洞穴,但在附近的点放置在左边和右边,在协议中发现类似的结果(20.,26按照不同的方法。这些后者点是没有定义的位置,因为他们依赖于入射波的频率和洞穴深度和维度。因此我们关注的振荡和它与洞口尺寸和深度的关系。我们发现山洞放大响应频谱只在特定的频率范围。在这些范围之外,比相应的测井谱光谱表现出较小的值,从而产生阴影效果。频率间隔,放大在哪里注册和放大的程度是严格相关这两个洞穴的深度和维度,总结了以下几点。(1)固定洞穴深度,洞穴的“中型”产生的最大放大(洞4提出的模拟;参见图14)。的确小洞穴有什么影响和大型洞穴作为波传播的障碍。(2)固定的洞穴深处,小洞穴放大高频电波和大型洞穴放大低频波。事实上比例关系可以建立在放大入射波的波长和洞穴维度。(3)固定洞尺寸,最大的谱峰注册为肤浅的洞穴。随着洞穴深度增加,放大范围减少的一部分。这个结果还发现在20.]。(4)对于大型浅洞穴,放大山峰注册也在高频的反射波被困在洞穴和地面之间的土壤部分(见图14 (f)6,洞穴)。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

承认

这项研究部分支持的意大利教育部,由普林斯顿大学和研究(MIUR)资助项目没有2010/2011。2010 mbjk5b。

引用

1. g . Baldassarre和r . Francescangeli Atella镇的地面在11月23日的地震造成的损失,1980年的历史中心,“Geologia Applicata e Idrogeologia,21卷,不。3、97 - 111年,1986页。视图:谷歌学术搜索
2. g . Baldassarre r . Francescangeli, b . Radina“Le cavit▽sottosuolo▽centro小伙迪Rionero秃鹰(巴斯利卡塔)在relazione problemi等,“Geologia Applicata e Idrogeologia,19卷,第94 - 69页,1984年(意大利)。视图:谷歌学术搜索
3. f·t·Gizzi“Il terremoto irpino德尔1930:引起geologiche del danno内尔'area del秃鹰,“Atti del 22 Convegno del Gruppo重回di Geofisica delle Terra开发。Sessione Microzonazione ed Effetti di Sito。罗马,2003年11月18 - 20,2004,(意大利)。视图:谷歌学术搜索
4. f . t . Gizzi和n . Masini”历史损伤模式和微分城市地震影响地蛀牙:一个案例研究从意大利南部,”工程地质,卷88,不。1 - 2,41-58,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. c . Nunziata g . sidney g·f·潘,“缓解地震hazardin那不勒斯和保护文化遗产,”第二届EuroConference对全球变化和巨灾风险管理:在欧洲地震风险,Laxenburg,奥地利,2000年7月。视图:谷歌学术搜索
6. m . Lazzari m . Danese, n . Masini“基于gis技术一个新的综合方法分析anthropic-geomorphological风险和恢复乡土建筑,”《文化遗产,10卷,不。1,pp. e104-e111, 2009年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. 格拉索s和m . Maugeri”的路线图在地中海城市地震风险分析,“土动力学和地震工程卷,29号6,1034 - 1045年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. e . Guidoboni d . Mariotti m . s . Giammarinaro和a . Rovelli称“放大损伤的识别区域在巴勒莫,西西里(意大利),在过去的三个世纪,地震”美国地震学会公报,卷93,不。4、1649 - 1669年,2003页。视图:谷歌学术搜索
9. m . Panizza“地貌学和地震风险”,地球科学评论没有,卷。31日。1、11日至20日,1991页。视图:谷歌学术搜索
10. ANSYS结构,13.0版本,帮助系统,阐述分析指导有限元分析软件。
11. p·b·施纳贝尔j . Lysmer和h . b .种子,“动摇:横向地震响应分析的计算机程序分层的网站,“Tech.Rep。UCB / EEC-72/12、地震工程研究中心、加州大学伯克利分校,加州,美国,1972年。视图:谷歌学术搜索
12. i m . Idriss和j . i的太阳,用户手册SHAKE91:计算机程序进行等效线性地震反应Anslyses水平分层土壤存款、岩土中心建模、土木与环境工程系,加州大学,1992年。
13. a . a . Stamos和d . e . Beskos衬长隧道的三维地震反应分析半空格,“土动力学和地震工程,15卷,不。2、111 - 118年,1996页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. c . z Karakostas和g·d·Manolis单隧道的动力响应土壤具有随机特性,”工程结构,22卷,不。8,1013 - 1027年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. y . m . m . k . Kim Lim和j·w·李”动态分析分层飞机一半的耦合有限和边界元素,”工程结构,22卷,不。6,670 - 680年,2000页。视图:谷歌学术搜索
16. g . p . Kouretzis gdp Bouckovalas, c·j·甘特图”三维圆柱壳分析地下结构在地震剪切波作用,”土动力学和地震工程,26卷,不。10日,909 - 921年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. h . Yu y元,z俏,顾y, z杨和李x”地震分析longtunnel基于多尺度方法,”工程结构49卷,第587 - 572页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. a . l . Sanchez-Merino j . Fernandez-Saez和c·纳瓦罗,“简化隧道纵向地震响应的衬里表面波,“土动力学和地震工程卷,29号3、579 - 582年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. r . Avila-Carrera和f . j . Sanchez-Sesma弹性P -和s波的散射和衍射球面障碍:回顾经典的解决方案,“Geofisica国际队,45卷,不。1,3-21,2006页。视图:谷歌学术搜索
20. 诉w·李和j·卡尔,“地下SV波的衍射,圆形,圆柱腔,“土动力学和地震工程,11卷,不。8,445 - 456年,1992页。视图:谷歌学术搜索
21. c . Smerzini j .铁砧,r .保鲁西和f . j . Sanchez-Sesma“地下空洞对地面地震地面运动的影响在SH波传播,”地震工程和结构动力学,38卷,不。12日,第1460 - 1441页,2009年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. k . c . Wong a·h·沙阿和s . k .达塔”halfspace弹性波的衍射。二世。分析和数值解,”美国地震学会公报,卷75,不。1,第92 - 69页,1985。视图:谷歌学术搜索
23. m . e . Manoogian“SH波的散射和衍射上面一个arbitrarilyshaped隧道,”ISET地震技术杂志》上,37卷,不。1 - 3,11-26,2000页。视图:谷歌学术搜索
24. g . r . Franssens和p . e . Lagasse弹性波的散射一个圆柱形障碍嵌入在多层介质,”美国声学学会杂志》上,卷76,不。5,1535 - 1542年,1984页。视图:谷歌学术搜索
25. v . w . Lee m . e . Manoogian,陈,“反平面SH-deformations附近表面刚性地基上地下刚性圆形隧道,”地震工程与工程振动,1卷,不。1,27-35,2002页。视图:谷歌学术搜索
26. l .血小板、f . Silvestri和a .使用“Effetti di cavita nel sottosuolo苏拉risposta sismica地区:uno工作室pilota ispirato艾尔·卡索di Castelnuovo”14 Convegno并且学报》上,巴里,意大利,2011年。视图:谷歌学术搜索
27. 伊塔,FLAC快速拉格朗日分析连续5.0版。Usermanual伊塔咨询集团,明尼阿波利斯,明尼苏达州,美国,2005年。
28. d·拉比诺维奇、d . Givoli和e . Bcache”比较高阶吸收边界条件和完全匹配层在频域中,”国际期刊《生物医学工程中的数值方法26卷,第1369 - 1351页,2010年。视图:谷歌学术搜索
29. g . Lancioni”高阶吸收边界条件的数值比较和完全匹配层分散一维介质,”计算机在应用力学和工程方法卷,209 - 212,74 - 86年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. j . Lysmer和r . l . Kuhlemeyer“有限为无限媒体动态模型,”《工程力学,卷95,不。4、859 - 878年,1969页。视图:谷歌学术搜索
31. e . Quagliarini s Lenci, s . Vallucci Eds。Corinaldo Sotterranea。Gli Ipogeidella Citt日本村田公司e拉洛流感苏拉vulnerabilit del Costruito小伙,Aracne宋兰友译),2013,(意大利)。
32. f . Ardito,旅行内尔’italia Sotterranea2010年,p . Giunti Ed,(意大利)。
33. 2012年,http://itaca.mi.ingv.it/ItacaNet/。
34. r . n . Bracewell傅里叶变换及其应用麦格劳-希尔,1965年。
35. h . Thrainsson a s Kiremidjian, s . r . Winterstein”建模的地震地面运动在频域中,”Tech.Rep。斯坦福大学土木与环境工程学系,2000年。视图:谷歌学术搜索
36. j . p .狼使用简单的物理基础振动分析模型,PTR Prantice大厅,纽约,纽约,美国,1994年。
37. j . m . Roesset“土壤放大的地震,”Ingeotechnical工程数值方法c . s .德赛和j·t .基督徒,Eds。,pp. 639–682, McGraw-Hill, New York, NY, USA, 1977.视图:谷歌学术搜索

版权

版权©2014 g . Lancioni et al。这是一个开放的访问分布在条知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。