[发明专利]一种地震SV波发生全反射时的地面滑行波时程获取方法

说明书

本发明公开了一种地震SV波发生全反射时的地面滑行波时程获取方法，本发明将工程场地视为均匀弹性半空间，将地面看作成自由面，据此确定由SV波所衍生出来的反射P波的反射系数，然后应用傅里叶变换法得到反射P波时程，最后通过对反射P波时程的积分得到地面滑行波时程。

技术领域

本发明属于工程地震技术领域，涉及一种地震SV波发生全反射时的地面滑行波时程获取方法。

背景技术

研究表明来自基岩的地震波并不是垂直地面向上传播的，地震波在斜入射与垂直入射时所产生的场地效应有很大不同，且斜入射SV波产生的场地效应比P波更为复杂，造成复杂性的主要原因是，当SV波的入射角大于临界角时，SV波发生全反射，所衍生出来的反射P波转变成随深度衰减的非均匀波，又称为地面滑行波。地面滑行波完全不同于其他类型的地震波，开展其时程特性的研究尤为必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种地震SV波发生全反射时的地面滑行波时程获取方法，通过该方法获取的地面滑行波时程能够分析地面滑行波随地震SV波入射角的变化特性。

本发明所采用的技术方案是，一种地震SV波发生全反射时的地面滑行波时程获取方法，具体包括如下步骤：

步骤1，确定场地土密度ρ、纵波速度v_p和横波速度v_s；

步骤2，确定地震SV波时程f_s、入射角β及持续时间T_d；

步骤3，计算SV波在地面处产生的反射P波的反射系数；

步骤4，对地震SV波时程进行傅里叶变换；

步骤5，对反射P波进行傅里叶逆变换，对变换结果取实部；

步骤6，对反射P波时程进行积分计算，得到地面滑行波时程。

本发明的特点还在于：

步骤3的具体过程为：通过如下公式(1)计算SV波在地面处产生的反射P波的反射系数R_sp：

步骤4中，通过如下公式(2)进行傅里叶变换：

其中，F_s(ω)是地震SV波的频谱，ω是地震SV波的圆频率。

步骤5中，通过如下公式(3)进行傅里叶逆变换：

其中，f_sp(t)是由地震SV波引起的反射P波时程，t表示时间，Re是取实部运算。

步骤6中，通过如下公式(4)进行地面滑行波时程：

其中，u(t)是地震SV波发生全反射时的地面滑行波时程。

本发明的有益效果是，本发明一种地震SV波发生全反射时的地面滑行波时程获取方法，应用复反射系数、傅里叶变换和波场积分方法实现了SV波发生全反射时的地面滑行波时程的计算，填补了国内对地面滑行波时程计算方面的空白，为研究SV波入射角和场地条件对地面滑行波的影响提供了一种可行的方法。

附图说明

图1是本发明一种地震SV波发生全反射时的地面滑行波时程获取方法中地震SV波发生全反射时的地面滑行波中计算模型；

图2是本发明一种地震SV波发生全反射时的地面滑行波时程获取方法中入射地震SV波时程曲线；

图3是本发明一种地震SV波发生全反射时的地面滑行波时程获取方法中地震SV波入射角等于35.3°发生全反射时的地面滑行波时程曲线；