下载后可任意编辑第3章 地震波3.1概述 地震发生时, 震源释放的能量以波的形式从震源向周围地球介质传播, 这种波称为地震波。地震波产生地面运动, 导致了建筑结构的破坏。地震波既是地震产生的后果( 结果) , 又是导致结构物地震破坏的直接原因, 同时地震波携带着地震震源及地球介质的信息, 是讨论震源和地球构造的基础, 因此地震波是地震学的理论基础。 地震波的用途和作用: ①讨论地震震源机制。作为地震产生的结果, 地震波能够用来讨论产生该结果的原因, 因此经过对地震波的分析和模拟能够揭示震源的几何和物理力学参数, 以及地震断层的破裂传播过程等。 ②讨论地球介质的结构。地球的深部构造、 地球内部的分层结构的确定往往是经过对地震波记录的分析获得的。 ③正确估量结构地震反应。地震波是引起结构破坏的原因, 对原因特征的了解是正确估量结构地震反应的基础。在大型复杂结构抗震问题讨论中, 常常需要进行结构多点输入, 多维输入的地震反应分析, 当计算分析方法合理可靠时, 地震动空间分布场的特性确定是否正确, 决定了分析结果是否可靠。地震动空间分布特性是地震工程中一个十分重要的讨论课题。小波变换方法也常常见于地震波动特性的分析, 小波变换能够讨论波动频率成分随时间的改变, 而频率的变化对已出现损伤的结构的反应有时能够产生重要影响。 波动是能量的传播, 而不是介质物质的传播, 这能够用水波为例说明。 固体介质中的波能够分为弹性波、 非线性波、 弹塑性波。下载后可任意编辑在震源及邻近区域, 介质的变形是非线性的, 而离开震源一定距离后, 岩石则表现为线弹性的。在线弹性介质中传播的波称为弹性波, 地震波理论一般都是弹性波理论。在弹性波理论中, 最简单的是一维波动理论。在一维波动问题中, 仅用一个空间坐标就能确定波场的空间分布。求解一维波动方程能够避开多维空间造成的数学困难, 有利于阐明波动过程的物理概念。同时在结构地震反应分析中, 采纳一维介质模型考虑土层场地的影响, 对于构造规则的多层结构也有讨论人员采纳一维剪切型结构进行讨论的, 因此一维波动分析在波动理论讨论及实际应用两方面都有重要作用。3.2、 一维行波与简谐波1、 一维波动方程一维剪切直杆, 剪切模量G, 质量密度ρ, 横截面积A 图3.1一维剪切直杆及其变形 1剪切杆的运动状态完全由杆轴线的横向位移u表示u= u (x, t)x－空间坐标, 固定在未变形状态杆的轴线上, t－时间坐标。为建...
