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覆盖层场地时域地震响应计算方法研究

覆盖层场地；波动传播特性；逐步递推法；时域地震响应

场地地震响应时域计算方法是研究覆盖层场地真实非线性地震响应的基础。目前场地的时域地震响应常通过对频域解进行Fourier逆变换得到，过程中涉及到波动响应的叠加，因此，频域解法难以描述土体的真非线性地震响应。本文基于波动方程理论解以及波动传播特性，提出一种覆盖层场地时域地震响应的逐时间步递推方法。该方法利用入射到各土层界面的反射波和折射波构造土层界面处的上行波和下行波，并将每一土层界面视为波源，当前时刻每个土层界面处的上行波和下行波可由相邻土层界面在前一时刻发出的入射波在该界面产生的反射波和折射波构造得到，最后由各土层界面处的上、下行波求出场地中任意点的时域地震响应。本文方法避免了对地震波在每个土层界面处反射、折射波的追踪，大大降低了计算量，简化了波动传播过程。数值算例验证了提出方法的适用性和准确性，并结合等价线性化方法讨论了覆盖层厚度、软夹层对深厚覆盖层场地地震非线性波动传播的影响。提出的时域计算方法，为覆盖层场地真非线性地震响应分析提供新的技术手段。