沉积物中一维波传播的数值模拟：有效剪切应变定义对等效线性方法解的影响

《Applied Sciences》：Numerical Modelling of One-Dimensional Wave Propagation in Deposits: Influence of the Effective Shear Strain Definition on the Equivalent Linear Method Solution

　　

摘要

地震场地响应分析在预测地表地震动响应中起着关键作用，因为它考虑了土壤对波传播的影响。尽管先进的非线性方法能够准确模拟复杂的土壤行为，但在工程实践中的应用仍然具有挑战性。因此，尽管依赖一些简化假设（特别是有效剪切应变（ESS）的定义），等效线性（EQL）方法仍被广泛采用。不恰当的有效剪切应变假设可能导致对土壤非线性的高估或低估，从而影响地震响应的预测。这一问题在尾矿储存设施中尤为突出，尽管地震引发尾矿储存设施失效的风险很高，但其循环行为仍知之甚少。本研究通过一个详细的案例研究和包含2106次模拟的参数分析来探讨ESS假设的影响，在这些分析中，根据有效剪切应变系数评估了17种地表地震动强度。研究结果证实了文献中报道的一般趋势，但也发现某些情况下，仅凭有效剪切应变系数无法推断地震动效应的大小或方向，因为这些效应取决于沉积物响应与输入运动频率内容的相互作用。因此，虽然传统的有效剪切应变值通常适用于常规分析，但对于尾矿储存设施等关键结构，建议进行参数研究。