土壤中的非线性地震效应：数值模拟和研究

编号 zgly0000522673

文献类型 期刊论文

文献题名 土壤中的非线性地震效应：数值模拟和研究

作者 O.  V.  Pavlenko  陈学良  吕春来 

作者单位 不详  中国地震局地球物理研究所 

母体文献 世界地震译丛 

年卷期 2007,(6)

页码 25-42

年份 2007 

分类号 TN929.11  S153.61 

关键词 非线性效应  数值模拟  土壤  地震效应  地震波传播  输入信号  高阶谐波  信号强度 

文摘内容 为了研究土壤地震响应的非线性效应，进行了水平土层中垂直入射地震波传播的数值模拟。不同强度的噪声状剪切地震波和单色地震波作为输入信号。土壤行为由非线性滞后模型来描述。为了提取和研究地面响应的非线性成分，采用了非线性识别系统和地表振动的高阶谱分析方法。甚至对于弱输入信号，模拟的土壤响应也含有显著的非线性成分。由于组合频谐波的产生和发展，输入信号强度的增大会导致传播信号进一步失真。结果表明：奇数类型的非线性在土壤中最典型，比如第立方阶和第五阶非线性，会使输入信号的主频产生第3阶和第5阶的更高阶谐波。偶数阶类型的非线性，如第2阶、第4阶和第6阶，与振动的不对称性或者偏斜度有关(即地表的准静态形变)，通常情况下很微弱，但某些土壤的应力一应变关系可用显著的偶数部分的函数表示的特殊情况除外。由于产生了更高的谐波，弱非线性会致使高频成分增加。若是强非线性状态，放大倍数和剪切模量的减小变得很明显，传播信号谱的改变达到最大值。因此，任意谱的输入信号转换成为E(f)～f^k形谱的输出信号，其中k取决于介质特性。