2D Nonlinear Site Response Characteristics of a Cross‑bay Deep Seabed Subjected to Far‑field Strong Earthquakes

MIAO Han; WANG Yanzhen; FANG Yi; CHEN Guoxing

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20220914004

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2D Nonlinear Site Response Characteristics of a Cross‑bay Deep Seabed Subjected to Far‑field Strong Earthquakes

更新时间：2025-09-25

- 2D Nonlinear Site Response Characteristics of a Cross‑bay Deep Seabed Subjected to Far‑field Strong Earthquakes
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 43, Issue 4, Pages: 637-649(2023)
- 作者机构：
  
  1.南京工业大学岩土工程研究所，江苏南京 210009
  2.国家自然灾害防治研究院，北京 100085
  3.江苏省土木工程防震技术研究中心，江苏南京 210009
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20220914004
  CLC： TU443
- Received：14 September 2022，
  
  Revised：2023-01-03，
  
  Published：28 August 2023
- 稿件说明：
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缪涵,王彦臻,方怡等.海湾深厚海床场地二维非线性远场强地震反应特征[J].防灾减灾工程学报,2023,43(04):637-649.

MIAO Han,WANG Yanzhen,FANG Yi,et al.2D Nonlinear Site Response Characteristics of a Cross‑bay Deep Seabed Subjected to Far‑field Strong Earthquakes[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(04):637-649.
缪涵,王彦臻,方怡等.海湾深厚海床场地二维非线性远场强地震反应特征[J].防灾减灾工程学报,2023,43(04):637-649. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20220914004.

MIAO Han,WANG Yanzhen,FANG Yi,et al.2D Nonlinear Site Response Characteristics of a Cross‑bay Deep Seabed Subjected to Far‑field Strong Earthquakes[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(04):637-649. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20220914004.

摘要

人们早已认识到远距离强地震可能引起覆盖层深厚的沿海或盆地城市发生严重的地震灾害。以某杭州湾跨海通道为背景，建立跨海湾海床二维场地的精细化有限元模型，依据区域地震活动性，选取远场大地震井下记录作为海床基岩的输入地震动，考虑地震动特性、海床微地形特征、沉积土的空间异质性和非线性滞回特性，研究了远场强震引起的海床场地非线性地震效应特征。海床场地效应与海床微地形特征、沉积土的空间异质性和输入地震动特性密切相关。凹陷地表边缘、基岩隆起和凹陷部位及海床土软弱区域的场地放大效应显著，呈现出低频聚焦现象，且竖向地震反应更为明显。仅考虑水平向地震作用将显著低估海床非线性场地效应程度，水平向和竖向地震同时作用引起的竖向地震效应不应忽视。

Abstract

It has long been recognized that urban areas located in coastal regions or basins with deep and soft soil deposits subjected to long-distance strong earthquakes are prone to serious seismic disasters. Taking a sea-crossing project in Hangzhou Bay as the research issue， a 2D refined finite element simulated model of a large-scale seabed site was established. According to the regional seismicity， the far-field strong earthquake records were selected as input seabed bedrock motions. Considering the ground motion characteristics， the micro-topography of the seabed， the spatial heterogeneity and the nonlinear hysteresis characteristics of soils， and the seismic response characteristics of seabed sites were studied. The site effects are closely related to seabed topographical features， spatial heterogeneity of soils， and input seabed bedrock motion characteristics. The significant site amplification effect may focus on the edges of seabed surface depression areas， the convex and concave areas of the underlying bedrock interface， and the seabed soft soil areas， exhibiting a low-frequency focusing effect on soil amplification. Compared with horizontal shaking， the site amplifications on vertical shaking in these areas are more significant. The nonlinear seabed site effect will be significantly underestimated when only the horizontal seabed bedrock motion is adopted. The simultaneous input of the horizontal and vertical seabed bedrock motions results in a substantial vertical site response， compared to the input of only the horizontal seabed bedrock motion.

关键词

Keywords

references

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