摘要： 針對(duì)傾斜邊坡上覆層狀沉積土層場(chǎng)地，開(kāi)展層狀沉積谷地內(nèi)地震響應(yīng)機(jī)理及特征研究.通過(guò)設(shè)置黏彈性人工邊界和等效節(jié)點(diǎn)力的方法實(shí)現(xiàn)地震動(dòng)輸入，考慮傾斜基巖和沉積層序的變化對(duì)谷地地表響應(yīng)的影響，基于顯式有限元方法分析了谷地內(nèi)地震動(dòng)的傳播過(guò)程.結(jié)果表明：不同沉積層序下地表地震動(dòng)響應(yīng)存在顯著差異，正常沉積時(shí)，谷地內(nèi)地表水平加速度時(shí)程峰值最大，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)譜峰值周期最??；對(duì)于地表位移響應(yīng)，低頻段內(nèi)非正常沉積（即軟夾層沉積和逆序沉積）情況下更為顯著，中高頻段內(nèi)正常沉積情況下更加明顯；軟夾層沉積谷地能過(guò)濾一部分中高頻段地震波，表現(xiàn)出一定程度的“隔震”效果；輸入不同頻率成分的地震動(dòng)時(shí)，逆序沉積情形下表現(xiàn)出谷地邊緣附近區(qū)域比較安全；實(shí)際工程場(chǎng)地中，應(yīng)綜合考慮傾斜基巖、沉積層序及地震動(dòng)特性等對(duì)谷地內(nèi)地震響應(yīng)的影響.

關(guān)鍵詞：" 沉積谷地； 地震響應(yīng)； 傾斜基巖； 沉積層序； 顯式有限元方法

中圖分類(lèi)號(hào)： TU443； P315" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：" A" 文章編號(hào)："" 1671-7775（2025）02-0240-09

Effects of layered soil distribution characteristics on seismic

response of sedimentary valleys

Abstract： The seismic response mechanism and characteristics of layered sedimentary valleys on inclined slopes were investigated. By setting viscoelastic artificial boundary and equivalent node force， the seismic input was realized. Considering the change of inclined bedrock and sedimentary sequence， the propagation process of seismic wave in the valley was simulated and analyzed based on the finite element method. The results show that there are significant differences in ground motion response under different sedimentary sequences. For normal sedimentation case， the peak time history of surface horizontal acceleration in the valley is the highest， and the corresponding peak period of the response spectrum is the smallest. For the surface displacement response， the abnormal depositions of soft interlayer deposition and reverse deposition in the low frequency band show more obvious response， while the normal deposition shows significant response in the middle and high frequency bands. Soft interlayer sedimentary valleys can filter out some high frequency seismic waves and show a certain degree of \"seismic isolation\" effect. When the seismic waves with different frequency components are input， the reverse sedimentation situation shows that the area near the edge of the valley is relatively safe. The effects of inclined bedrock surfaces， sedimentary sequences and seismic characteristics on the seismic response of valleys should be comprehensively considered in the actual engineering sites.

Key words：" sedimentary valley; seismic response; inclined bedrock; sedimentary sequence; explicit finite element method

沉積土層的特性對(duì)場(chǎng)地地震響應(yīng)具有重要影響.多次震害調(diào)查及研究表明，沉積土層的沉積形態(tài)及特性會(huì)對(duì)場(chǎng)地局部放大效應(yīng)產(chǎn)生特殊的影響.1985年墨西哥城大地震中，距震中350 km外的墨西哥城震害異常嚴(yán)重，這是因?yàn)槟鞲绯亲溆谏詈竦某练e盆地中，其中軟弱沉積土對(duì)地震動(dòng)的放大效應(yīng)顯著[1].許多居民區(qū)建造在沉積土層之上，研究沉積土層分布特性對(duì)場(chǎng)地地震響應(yīng)的影響具有重要意義.近年來(lái)，研究沉積土層形態(tài)、分布等特性對(duì)場(chǎng)地地震響應(yīng)影響的成果越來(lái)越豐富.文獻(xiàn)[2]最早開(kāi)始探究沉積谷地對(duì)場(chǎng)地地震效應(yīng)的影響問(wèn)題，給出了半圓弧沉積谷地對(duì)水平偏振橫波（SH波）散射的影響問(wèn)題的解答.國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用諸多計(jì)算方法研究凹陷地形和沉積谷地對(duì)彈性波散射的影響問(wèn)題.目前主要成果如下：求解波動(dòng)問(wèn)題、嚴(yán)格滿(mǎn)足邊界條件的解析方法[3]；適用于分析各向異性介質(zhì)和復(fù)雜幾何形狀，模擬比較真實(shí)的有限差分方法和有限單元方法[4-5]；將處理復(fù)雜問(wèn)題的有限元方法和偽譜法很好結(jié)合，得到計(jì)算精度較高的譜單元法[6]；很好描述簡(jiǎn)單構(gòu)造高維地震效應(yīng)，得到可靠結(jié)果的邊界元方法[7]等.

現(xiàn)有研究表明，沉積谷地內(nèi)地表位移反應(yīng)較谷地外地表更加復(fù)雜，地震響應(yīng)更加顯著.沖積和湖泊沉積等地質(zhì)構(gòu)造因素導(dǎo)致谷地內(nèi)含有多層沉積介質(zhì)，更接近實(shí)際工程情形.對(duì)于沉積谷地，文獻(xiàn)[8]基于數(shù)值計(jì)算，分析脈沖和正弦 SH 波及地震縱波（P 波）垂直入射半圓弧凹陷場(chǎng)地時(shí)的地表位移響應(yīng)，結(jié)果表明P 波干涉產(chǎn)生的 Rayleigh 波對(duì)地表位移產(chǎn)生影響，且半圓弧凹陷場(chǎng)地在 SH 波入射時(shí)，理論解與數(shù)值解較吻合.文獻(xiàn)[9]研究了平面SH波入射下在層狀沉積河谷產(chǎn)生的散射問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)二維土層的放大效應(yīng)、地形效應(yīng)等，對(duì)僅考慮單一覆蓋土層凹陷對(duì)SH波散射的影響問(wèn)題進(jìn)行了補(bǔ)充.綜上，河谷中層狀沉積介質(zhì)使得地震波在半無(wú)限空間內(nèi)傳播變得異常復(fù)雜，用凹陷地形或者單一沉積介質(zhì)谷地模型來(lái)評(píng)價(jià)層狀沉積谷地可能會(huì)影響計(jì)算精度.文獻(xiàn)[10]給出任意多個(gè)圓弧狀沉積河谷對(duì)平面垂直偏振橫波（SV波）散射影響問(wèn)題解析解，并討論入射波波長(zhǎng)（入射頻率高低）對(duì)成層介質(zhì)敏感性、軟夾層存在對(duì)場(chǎng)地放大效應(yīng)的影響，探究場(chǎng)地反應(yīng)中的能量聚焦與“隔震”效應(yīng).文獻(xiàn)[11]采用有限元方法與多次透射公式相結(jié)合的數(shù)值模擬方法，研究脈沖 SV 波入射凹陷沉積對(duì)地表地震動(dòng)的影響，考慮覆蓋層厚度、雙凹陷間距以及入射角度等因素對(duì)地震波在凹陷沉積場(chǎng)地地震響應(yīng).文獻(xiàn)[12]采用多域間接邊界元法，求解多層沉積谷地對(duì)層狀半空間地震波散射影響問(wèn)題.文獻(xiàn)[13]利用層狀土層精確的頻域剛度矩陣法結(jié)合等效線(xiàn)性化的方法，實(shí)現(xiàn)地震動(dòng)輸入，并嵌入ABAQUS中，探究以任意角度入射的SV波在層狀地基土層中的散射問(wèn)題.以上研究仍?xún)H基于均勻半無(wú)限空間假定的簡(jiǎn)單形狀進(jìn)行解析解答，或者考慮層狀土層，但是進(jìn)行動(dòng)力隱式有限元分析時(shí)，在計(jì)算精度損失很小的前提下計(jì)算成本頗高.文獻(xiàn)[14]指出河谷地形對(duì)場(chǎng)地放大效應(yīng)的影響，是有關(guān)地震學(xué)、地震工程和土木工程學(xué)交叉的研究課題，采用有限元法來(lái)數(shù)值模擬場(chǎng)地反應(yīng)，該方法靈活性高，工程應(yīng)用中適用性較好.

針對(duì)分層沉積谷地，考慮傾斜基巖上覆層狀沉積介質(zhì)形態(tài)及特性的變化，采用動(dòng)力顯式有限元方法對(duì)場(chǎng)地地震響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行分析.通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)黏彈性人工邊界，使其能滿(mǎn)足邊界內(nèi)地震波向外傳播時(shí)，直接透過(guò)人工邊界向無(wú)限域輻射傳播，而不產(chǎn)生附加反射波.同時(shí)，考慮地震波行波效應(yīng)、局部相干效應(yīng)，地震動(dòng)實(shí)現(xiàn)方式采用等效節(jié)點(diǎn)力輸入，研究沉積層序變化對(duì)周?chē)杂蓤?chǎng)地面運(yùn)動(dòng)的影響.

1 模型與計(jì)算方法

1.1 沉積谷地模型建立

本文沉積谷地模型為多層沉積谷地[7]，谷地坐落在低角度傾斜基巖邊坡上，外露基巖上覆層狀沉積土層，谷地周?chē)筛呱江h(huán)繞.理想的谷地邊緣幾何形狀模型如圖1所示.

谷地模型為幾何對(duì)稱(chēng)形狀，寬度為5 400.00 m，半寬為2 700.00 m，谷地深度為200.00 m.地震動(dòng)在基巖層厚為20.00 m處輸入.谷地邊緣地震基巖傾斜角度為6°，延伸長(zhǎng)度為2 000.00 m，沉積谷地底部寬度為400.00 m.剪切波速為500 m/s，介質(zhì)密度為2 000 kg/m3.

1.2 谷地介質(zhì)參數(shù)及測(cè)點(diǎn)分布

以?xún)A斜基巖上覆沉積谷地為例進(jìn)行數(shù)值計(jì)算分析.為便于分析，對(duì)盆地中沉積土層作簡(jiǎn)化處理.選取具有代表性的正常沉積、軟夾層沉積以及逆序沉積3種層序情況進(jìn)行計(jì)算.3種層序的場(chǎng)地參數(shù)如表1所示.盆地底部半寬為200.00 m，盆地最大深度為200.00 m，3種不同介質(zhì)沉積厚度均為最大深度的三分之一.鑒于本文模型為對(duì)稱(chēng)幾何形狀，取左半部分進(jìn)行分析，同時(shí)選取16個(gè)觀(guān)測(cè)點(diǎn)，其位置距離谷地邊緣分別為20、100、160、240、400、600、800、1 000、1 200、1 500、1 750、2 000、2 040、2 100、2 150和2 200 m.

1.3 邊界驗(yàn)證及輸入波選取

本文基于大型通用有限元軟件ABAQUS中的顯式有限元時(shí)域分析方法，通過(guò)施加黏彈性人工邊界以及等效節(jié)點(diǎn)力來(lái)實(shí)現(xiàn)地震動(dòng)輸入.沉積谷地和周?chē)鷪?chǎng)地耦合示意圖如圖2所示.

在截?cái)噙吔绻?jié)點(diǎn)處添加并聯(lián)的彈簧和阻尼物理元件，采用文獻(xiàn)[15]中的等效節(jié)點(diǎn)力方法實(shí)現(xiàn)地震動(dòng)波動(dòng)輸入.其中，文獻(xiàn)[16]給出了截?cái)嗟娜斯み吔缟系刃Ш奢d、彈簧剛度以及阻尼系數(shù)的計(jì)算公式，通過(guò)自編程序來(lái)自動(dòng)識(shí)別節(jié)點(diǎn)編號(hào)，在完成彈簧-阻尼物理元件添加的同時(shí)，計(jì)算出施加節(jié)點(diǎn)等效荷載.

為揭示地震波在層狀沉積介質(zhì)中的傳播機(jī)理以及地表放大效應(yīng)，本文選取的地震波為近似狄拉克脈沖形式的P波，采用垂直輸入方式，得到其水平方向加速度時(shí)程及反應(yīng)譜如圖3所示.圖中T為周期.

設(shè)定持續(xù)時(shí)間為0.25 s，截止頻率為10 Hz.動(dòng)力顯式有限元方法采用的時(shí)間積分步長(zhǎng)為0.000 1 s，模型計(jì)算時(shí)間為20 s，選用平面應(yīng)變四邊形單元.考慮輸入地震的頻率成分以及介質(zhì)剪切波速特性，本文劃分網(wǎng)格尺寸大小和地震波最高頻率成分有關(guān)，取值為波長(zhǎng)的1/10～1/8.

圖4為二維驗(yàn)證模型計(jì)算網(wǎng)格圖，其中x為水平方向長(zhǎng)度，y為豎直方向深度.該圖為作者設(shè)計(jì)的淺圓弧形沉積谷地模型，沉積谷地地表為水平面，與下層介質(zhì)接觸面形狀為淺圓弧形.該模型用于計(jì)算地表峰值加速度以及頻率的計(jì)算精度，從而驗(yàn)證彈性波入射的可行性.

二維驗(yàn)證模型是水平長(zhǎng)度為350 m、豎向長(zhǎng)度為125 m的矩形截?cái)鄨?chǎng)地.淺圓弧沉積河谷內(nèi)嵌在矩形區(qū)域，圓弧界面的半寬度和深度分別為50 m和20 m.對(duì)二維驗(yàn)證模型施加人工邊界和地震動(dòng).二維驗(yàn)證模型的介質(zhì)參數(shù)如表2所示.選用四邊形單元，網(wǎng)格尺寸為2 m，動(dòng)力分析中時(shí)間步距為0.001 0 s，二維驗(yàn)證模型計(jì)算時(shí)間為10 s，入射角度為15°.輸入的地震波在沉積土層與半無(wú)限基巖交界面發(fā)生散射與衍射.

圖5為不同周期時(shí)，計(jì)算模型的二維P波地震波場(chǎng)位移響應(yīng)等值線(xiàn)圖.由圖5可知地震波在不同沉積土層介質(zhì)內(nèi)的傳播過(guò)程.圖6和圖7分別為場(chǎng)地模型的地表觀(guān)測(cè)點(diǎn)（A、B和C）以及場(chǎng)地模型的底部邊界觀(guān)測(cè)點(diǎn)（D和E）的位移時(shí)程曲線(xiàn).

在整個(gè)地震波傳播過(guò)程中，計(jì)算模型邊界的節(jié)點(diǎn)位移、速度及單元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力都在不斷變化，邊界節(jié)點(diǎn)等效載荷為變量，需要借助程序來(lái)完成地震波的輸入.在程序編制時(shí)，考慮了2個(gè)模塊[16]，一個(gè)模塊考慮地震波傳播過(guò)程中在人工邊界節(jié)點(diǎn)處所需施加的彈簧和阻尼器元件（施加人工邊界條件）；另一個(gè)模塊考慮地震波傳播過(guò)程中在人工邊界節(jié)點(diǎn)處所需施加的等效載荷.

結(jié)合圖5b-d和圖7可知，在P波作用下，地震波在沉積土層和基巖接觸面及沉積介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生反射P波和反射SV波，從而導(dǎo)致復(fù)雜的相消干涉和相長(zhǎng)干涉.由圖6可知，地震波產(chǎn)生行波效應(yīng)，且在添加人工邊界位置未發(fā)現(xiàn)“偽波”.可見(jiàn)，采用的黏彈性人工邊界條件及地震加速度時(shí)程的輸入對(duì)該類(lèi)型場(chǎng)地地震反應(yīng)分析具有有效性和可行性.

2 結(jié)果分析與討論

以均勻半空間中上覆土層模型為例進(jìn)行數(shù)值分析.首先，探討沉積土層層序變化對(duì)谷地內(nèi)地表水平加速度和位移影響規(guī)律.其次，為研究真實(shí)地震波入射下谷地及周?chē)鷪?chǎng)地時(shí)域地震響應(yīng)，分析不利條件逆序沉積時(shí)，低頻成分豐富的Chichi地震波、中高頻成分豐富的Northridge地震波及高頻成分豐富的Whittier Narrows地震波輸入下谷地內(nèi)地震響應(yīng)特征.

2.1 地表加速度響應(yīng)

圖8為3種沉積層序下均勻半空間中的地表水平方向加速度時(shí)程曲線(xiàn)，其中ah 為水平方向加速度.

由圖8可知：沉積谷地內(nèi)部（-1.00≤x/a≤1.00，其中x/a為觀(guān)測(cè)點(diǎn)距河谷中心水平距離與谷地半寬的比值）沉積層序變化對(duì)水平加速度時(shí)程峰值有顯著影響，總體呈現(xiàn)出正常沉積時(shí)加速度時(shí)程峰值最大，逆序沉積時(shí)加速度時(shí)程峰值次之，軟夾層沉積時(shí)加速度時(shí)程峰值最小；沉積谷地中心觀(guān)測(cè)點(diǎn)x/a=0處，正常沉積谷地水平加速度時(shí)程峰值約為0.150g，比逆序沉積水平加速度時(shí)程峰值（約為0.130g）和軟夾層沉積水平加速度時(shí)程峰值（約為0.102g）都大，且比軟夾層沉積水平加速度峰值大了約50%.由圖8還可知，地震動(dòng)受地震波傳播路徑、地形地質(zhì)條件影響較大，特別是對(duì)于河谷場(chǎng)地，由于上覆土層層序改變，地形地貌變化劇烈，河谷各觀(guān)測(cè)點(diǎn)地震動(dòng)的差別不僅體現(xiàn)在時(shí)長(zhǎng)的不同，也體現(xiàn)在地震動(dòng)的加速度幅值及頻譜特性的變化.

為進(jìn)一步探究?jī)A斜基巖上覆沉積土層地表地震動(dòng)特征規(guī)律，利用儀器得到3種沉積層序下傾斜基巖上覆沉積土層地表水平加速度反應(yīng)譜，如圖9所示.表3列出了圖9中沉積谷地內(nèi)地表觀(guān)測(cè)點(diǎn)地表水平加速度反應(yīng)譜峰值及對(duì)應(yīng)周期.

結(jié)合圖9和表3可知：土層沉積層序變化對(duì)地表水平加速度反應(yīng)譜峰值對(duì)應(yīng)的周期產(chǎn)生重要影響；在x/a=0（谷地中心）處，在正常和逆序沉積時(shí)地表水平加速度反應(yīng)譜峰值對(duì)應(yīng)周期一致，并且數(shù)值最大，土層為軟夾層沉積時(shí)周期最小，且曲線(xiàn)形態(tài)與上節(jié)提及的軟夾層分布順序相符，明顯削弱中高頻地震動(dòng).因此，沉積層序?yàn)檐泭A層沉積時(shí)對(duì)中高頻結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)定性更有利.在x/a=±0.25和x/a=±0.50處，逆序沉積的峰值對(duì)應(yīng)周期最大，正常沉積和軟夾層沉積峰值周期較為接近.在x/a=±0.80處，軟夾層沉積的峰值對(duì)應(yīng)周期最大，正常沉積和逆序沉積的峰值周期較為接近.出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是由于存在沉積谷地土層層序變化，導(dǎo)致沉積土層之間的動(dòng)力特性發(fā)生改變.又由于本文考慮傾斜基巖，地震波傳播到沉積土層內(nèi)發(fā)生散射與衍射，即傾斜基巖與沉積土層發(fā)生動(dòng)力相互作用，最終沉積土層對(duì)輸入的地震波產(chǎn)生不同的放大和濾波效應(yīng)，不同地表觀(guān)測(cè)點(diǎn)地震水平加速度反應(yīng)譜曲線(xiàn)形態(tài)不同，反應(yīng)譜峰值對(duì)應(yīng)周期也不一致.

2.2 地表位移響應(yīng)

圖10為3種沉積層序下的傾斜基巖上覆沉積土層的相對(duì)位移與頻率關(guān)系曲線(xiàn)，其中相對(duì)位移為頻域內(nèi)地表觀(guān)測(cè)點(diǎn)位移幅值與對(duì)應(yīng)出露基巖觀(guān)測(cè)點(diǎn)位移幅值的比值.由圖10可知，單位幅值位移脈沖波垂直入射作用下，不同沉積層序?qū)?yīng)的頻譜曲線(xiàn)形態(tài)明顯不同.在0～3.5 Hz低頻段，除x/a=0外，非正常沉積（軟夾層沉積和逆序沉積）地表相對(duì)位移高于正常沉積.在9.5～20.0 Hz的中高頻段，除x/a=±0.80外，整體上正常沉積地表位移幅值放大值最高，逆序沉積次之，軟夾層沉積最低.這表明為逆序和軟夾層沉積排布時(shí)，對(duì)低頻地震動(dòng)有明顯的放大作用，而對(duì)中高頻地震動(dòng)放大效應(yīng)不夠顯著.因此，非正常沉積谷地對(duì)中高頻地震動(dòng)起到“隔震”作用，尤其是軟夾層沉積排布明顯削弱中高頻地震動(dòng).

由圖10還可知：正常沉積排布時(shí)，中高頻地震動(dòng)放大效應(yīng)明顯；軟夾層沉積排布時(shí)，整體上低頻段內(nèi)產(chǎn)生地表位移幅值均小于正常和逆序沉積，高頻段內(nèi)產(chǎn)生地表位移幅值介于正常和逆序沉積之間.因此，正常沉積會(huì)放大中頻段內(nèi)地表位移幅值，軟夾層沉積對(duì)中高頻地震動(dòng)起到“隔震”效果更顯著.由于本文輸入脈沖地震波，隨著地震動(dòng)頻率向高頻遷移，觀(guān)測(cè)點(diǎn)處出現(xiàn)多個(gè)位移峰值.這可能是由于隨著時(shí)間推移，地震波在沉積谷地內(nèi)發(fā)生多次散射與衍射.由計(jì)算結(jié)果看出，實(shí)際工程中沉積谷地的沉積層序變化對(duì)場(chǎng)地地震反應(yīng)有重要影響.

從圖10可以看出：在觀(guān)測(cè)點(diǎn)x/a=0處，軟夾層沉積情形下相對(duì)位移第1峰值對(duì)應(yīng)的頻率最大，與峰值對(duì)應(yīng)的周期最小；在觀(guān)測(cè)點(diǎn)x/a=±0.50處，正常沉積的情形下相對(duì)位移峰值對(duì)應(yīng)的頻率最大，與峰值對(duì)應(yīng)的周期最??；在觀(guān)測(cè)點(diǎn)x/a=±0.80處，軟夾層沉積情形下相對(duì)位移峰值對(duì)應(yīng)的頻率最小，與峰值對(duì)應(yīng)的周期最大.這些結(jié)果與表3一致.

2.3 實(shí)際地震動(dòng)作用下地表水平加速度反應(yīng)譜

圖11為傾斜基巖上覆土層為逆序沉積時(shí)地表水平加速度反應(yīng)譜放大系數(shù)幅值變化曲線(xiàn)，其中加速度反應(yīng)譜放大系數(shù)幅值是指地表觀(guān)測(cè)加速度反應(yīng)譜與輸入加速度反應(yīng)譜的峰值之比的最大值.

為真實(shí)反映實(shí)際地震動(dòng)輸入作用下對(duì)層狀沉積谷地的地震動(dòng)反應(yīng)，考慮不同頻率成分地震波輸入.本文選取低頻成分豐富的Chichi波、中高頻成分豐富的Mammoth Lake波以及高頻成分豐富的Whittier Narrows波（峰值加速度均為0.200g）從基巖露頭處垂直入射.3種地震波的加速度時(shí)程響應(yīng)曲線(xiàn)、傅里葉頻譜和相對(duì)應(yīng)的加速度反應(yīng)譜曲線(xiàn)如圖12所示.由圖11和圖12可知：① 在谷地中心區(qū)段（x=2 000～2 200 m），在不同頻率成分的地震動(dòng)作用下，加速度時(shí)程響應(yīng)曲線(xiàn)呈現(xiàn)較大差異.其中Mammoth Lake波激勵(lì)下的地表水平加速度反應(yīng)譜幅值隨著向谷地中心靠近而快速增大，這可能是由于Mammoth Lake波對(duì)層狀沉積介質(zhì)較為敏感，產(chǎn)生的散射波之間出現(xiàn)復(fù)雜的干涉現(xiàn)象.傾斜基巖存在使得能量在谷地中心匯聚，靠近谷地中心位置地面運(yùn)動(dòng)更為劇烈，使得谷地中心部位放大現(xiàn)象明顯.Chichi波和Whittier Narrows波激勵(lì)下整體地表水平加速度反應(yīng)譜幅值均隨著向谷地中心靠近而逐漸降低.② 在沉積谷地靠中心區(qū)段（x=1 000～2 000 m），在不同頻率成分地震波激勵(lì)下，地表加速度反應(yīng)譜呈現(xiàn)較為一致的變化規(guī)律，即反應(yīng)譜放大系數(shù)幅值隨著向谷地中心靠近而緩慢增大.③ 在沉積谷地邊緣區(qū)段（x=0～800 m），加速度時(shí)程響應(yīng)總體要低于谷地其他區(qū)段，尤其是在Chichi波和Whittier Narrows波激勵(lì)下的放大反應(yīng)更弱，且距離谷地邊緣0～300 m的區(qū)域加速度時(shí)程響應(yīng)最弱.可見(jiàn)，距離谷地邊緣0～300 m的區(qū)域比谷地中心的區(qū)域更加安全.

3 結(jié) 論

1） 層序排列對(duì)谷地地表水平加速度時(shí)程及其反應(yīng)譜均產(chǎn)生重要的影響.考慮小角度傾斜邊坡地形，整體上，層序?yàn)檎３练e時(shí)，谷地內(nèi)地表水平加速度時(shí)程峰值最大，加速度反應(yīng)譜峰值對(duì)應(yīng)的周期最?。粚有?yàn)檐泭A層沉積時(shí)，地表水平加速度時(shí)程峰值最小，加速度反應(yīng)譜峰值對(duì)應(yīng)的周期最大；正常沉積對(duì)高頻結(jié)構(gòu)最為不利，軟夾層沉積對(duì)中低頻結(jié)構(gòu)最為不利.

2） 軟夾層的沉積谷地能過(guò)濾一部分中高頻段地震波，與正常沉積谷地相比，表現(xiàn)出一定程度的“隔震”效果；正常沉積則表現(xiàn)出加速度在中頻段出現(xiàn)明顯的放大效應(yīng)；對(duì)于不利沉積條件的逆序沉積谷地，考慮不同頻率成分的實(shí)際地震動(dòng)輸入，地震波激勵(lì)下均表現(xiàn)為谷地邊緣附近區(qū)域較為安全.

3） 本文雖然主要針對(duì)3層沉積谷地地震反應(yīng)進(jìn)行研究分析，但是所采用的計(jì)算方法可適用于任意形狀和任意多層的沉積谷地.對(duì)于考慮地震波斜入射以及考慮土體非線(xiàn)性特性下的場(chǎng)地反應(yīng)有待進(jìn)一步探究.

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