基于频散特性的层状介质面波自由场反演

作     者：薛耀辉 董志骞 李钢 余丁浩 王睿 张昊 XUE Yaohui;DONG Zhiqian;LI Gang;YU Dinghao;WANG Rui;ZHANG Hao

作者机构：大连理工大学海岸与海洋工程全国重点实验室辽宁大连116024 建筑安全与环境国家重点实验室北京100013 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2025年第47卷第6期

页      面：1270-1280页

核心收录：

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52038002,52225804) 建筑安全与环境国家重点实验室/国家建筑工程技术研究中心开放课题基金项目(BSBE2023-07) 

主　　题：面波自由场反演 SSI体系 层状介质 频散特性 能流密度 

摘      要：面波自由场反演是实现土-结相互作用(SSI)体系地震动输入以及揭示结构真实地震响应行为的重要步骤之一。现有反演方法将地表地震动全部作为体波考虑,仅对体波自由场进行反演。为了弥补忽略面波带来的反演精度不足,提出了一种层状介质场地基于频散特性的面波自由场反演方法,为SSI体系地震响应分析提供准确的面波激励。该方法针对频散面波多模态相互耦合、难以分离的问题,采用平均能流密度来表征各频散模态的参与量,并结合频域动力刚度矩阵计算了模态参与系数;然后采用模态参与系数对各频散模态进行解耦,将地表面波分量分配给各单阶频散模态进行单模态面波自由场反演;最后利用模态叠加原理将所有单模态面波自由场合成多模态面波自由场。方法的准确性和应用性分析结果表明,所提反演方法能够准确地还原地下真实的面波自由场以及揭示频散面波对SSI体系地震响应的重要影响,可用于为SSI体系抗震设计、风险评估等工作提供定量的指导。