顺河向激励下对称V形峡谷地形效应的振动台试验研究

本刊推荐：本文通过大型振动台试验（shaking table test）研究了顺河向（streamwise）地震激励下对称V形峡谷（V-shaped canyon）的地形效应（topographic effect）。研究将峡谷特征尺寸与入射波长之比（标准化尺寸η）提升至1.0，实现了试验与理论结果的相互验证，并提出了地形效应出现的阈值（η ≥ 0.08），为相关数值模拟（numerical simulation）与解析研究提供了重要的基准（benchmark）数据。

　　

Highlight

模型和试验数据的动态特性

基于低振幅白噪声（white noise）工况的试验结果，我们可以分析V形峡谷模型的动态特性。图7展示了在WN1工况下，峡谷表面监测点A2、A3和A4相对于振动台上A0点的傅里叶谱比（即传递函数）。需要注意的是，为了更容易识别模型系统的固有频率，我们对傅里叶谱进行了适当平滑，但并未改变其基本形状。如图所示...

对称V形峡谷的简化分析模型

根据振动台试验中的峡谷模型，我们建立了一个二维对称V形峡谷理论模型，如图11所示。该理论模型的几何和材料参数与振动台试验中的峡谷模型保持一致。峡谷的半宽和深度分别为0.50米和0.67米，密度和剪切波速（shear wave velocity）分别为1600千克/立方米和110米/秒。请注意，在A0点测得的加速度时程被用作...

时域参数分析

在本研究中，PGA放大因子（PGA amplification factor）定义为峡谷上测得的PGA（峰值地面加速度，Peak Ground Acceleration）与振动台上测得的PGA之比。相对高程h/H定义为监测点到峡谷底部的垂直距离（即h）与峡谷深度（即H）的比值。图16展示了在WL-C4-0.05、WL-C4-0.2、WL-C16-0.05和WL-C16-0.2工况下，PGA放大因子沿相对高程h/H的分布情况。

从图16可以得出结论...

结论

本研究通过振动台试验，探讨了顺河向地震动（即SH波）作用下对称V形峡谷的地形效应。主要结论可总结如下：

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  (1) 沿河流流向均匀分布的监测点A1L、A1和A1R的加速度时程几乎完全相同，表明边界效应可以忽略。峡谷左右两侧对称位置的加速度时程...