书名：复杂河谷场地地震动模拟方法及应用
书号：978-7-5239-0782-5
定价：70元
作者：王飞
出版时间：2026-04-15
出版社：中国电力出版社
页码： 168    字数(千字)：261
开本：16开    版次：1    印次：1

品牌介绍

中国电力出版社成立于 1951 年，作为中国成立最早的中央科技出版社之一，曾隶属于水利电力部、能源部、电力工业部、国家电力公司，现为国家电网公司所属的科技出版社，在电气技术专业出版领域享有极高的声誉。该社作为以图书出版为主体，音像、电子出版物、期刊、网络出版共同发展的大型出版企业，以强大的出版资源和高素质的专业队伍，致力于向读者提供包括电力工程、电气工程、建筑工程、电子技术、信息技术、外语、大中专教材、家教等学科门类齐全的权威出版物，也竭力为广大师生提供精品教材，是教育部和北京市教委规划教材的出版基地之一。

编辑推荐

本书是复杂河谷场地地震动特性以及数值模拟方法方面的著作

产品特色

本书是复杂河谷场地地震动特性以及数值模拟方法方面的著作,重点阐述了不同类型平面波入射下河谷场地地震动半解析求解方法、河谷地震动特性、河谷地震动数值模拟方法及河谷上大坝地震响应特性。

作者介绍

王飞，博士，讲师，硕士生导师，西华大学水利水电工程系副主任。一直从事坝基地震动输入、水工结构动静力特性、结构-地基动力相互作用等方面的教学和科研工作。主持和参与国家自然科学基金重点项目、面上项目和省部级纵向课题5项。在《Computers and Geotechnics》、《Engineering Structures》、《International Journal of Geomechanics》、《岩土工程学报》、《振动工程学报》、《振动与冲击》等国内外高水平期刊发表SCI/EI论文 30余篇，其中以第一作者和通讯作者发表SCI/EI论文15篇。获中国水力发电工程学会优秀论文奖（排名第2）和陕西省水力发电工程学会青年优秀论文三等奖（排名第1）各1项。

内容介绍

本书是复杂河谷场地地震动特性以及数值模拟方法方面的著作,重点阐述了不同类型平面波入射下河谷场地地震动半解析求解方法、河谷地震动特性、河谷地震动数值模拟方法及河谷上大坝地震响应特性。首先总结了不同条件河谷地震动特性和数值模拟方法的发展趋势,然后提出了平面P波、SV波和SH 波入射下河谷场地地震动求解方法,研究了河谷坡度、入射角度和地震波频率等因素对河谷地震动特性的影响规律,提出了考虑河谷散射效应的河谷地震动数值模拟方法,最后分析了不同数值模拟方法下河谷上大坝地震响应特性。
本书适用于本书可以作为水利工程、土木工程、岩土工程专业研究生的教材,也可以作为水利工程、土木工程、岩土工程等相关领域科研人员、设计人员和工程管理人员的参考书。

前言

我国水电工程大多修建在水能资源丰富且强震频发的西南地区。地震作用下,河谷场地散射效应导致地震动场呈现明显的非一致性,对土石坝等河谷场地重大工程抗震安全分析精度有较大的影响,开展河谷地震动特性和数值模拟方法研究具有重要学术和工程应用价值。基于间接边界积分方程法 (Indirect Boundary Integral Equation Method,IBIEM)解析求解了P波、SV波、SH 波斜入射下河谷场地频域和时域自由场、散射场及总场;揭示了河谷坡度、入射角度和入射波频率对河谷场地地震动特性的影响机制,提出了考虑河谷散射效应的地震波动输入数值模拟方法;分析了不同地震波动输入数值模拟方法下沥青混凝土心墙土石坝响应特性。主要研究内容如下: (1)基于IBIEM 方法推导了P波、SV 波和SH 波斜入射下河谷场地总场频域及时域解。河谷场地地震动总场分解为自由场与散射场,基于地震波动理论,求解了P波、SV波和SH 波斜入射条件下半空间自由场;在全空间压缩波源和剪切波源格林函数的基础上,推导了半空间压缩波源和剪切波源作用下的格林函数;结合自由场与散射场在边界上的关系,解得散射源幅值系数矩阵,由傅里叶变换和逆变换,计算得到河谷场地地震动时域解。通过算例验证了IBIEM 方法的正确性,并讨论了IBIEM 方法的收敛性和精确性。 (2)揭示了P波斜入射下河谷场地地震动特性,建立了基于IBIEM 的P波斜入射波动输入方法。研究了河谷坡度、入射角度、入射波卓越频率对河谷表面两向位移峰值影响规律,分析了河谷表面典型特征点位移时程尾震现象的形成原因及主要影响因素,讨论了黏弹性边界结合自由场输入方法在计算河谷散射问题的偏差,提出了考虑河谷散射效应的总场结合黏弹性边界波动输入方法。黏弹性边界结合总场的输入方法与IBIEM 计算结果基本一致,黏弹性边界结合自由场的输入方法误差较大。 (3)揭示了SV波斜入射下河谷场地地震动特性,建立了基于IBIEM 的SV波斜入射波动输入方法。研究了河谷坡度、入射角、SV 波卓越频率对河谷表面两向位移峰值影响规律,分析了河谷表面典型特征点的震动轨迹和位移时程及主要影响因素,提出了考虑河谷散射效应的总场结合黏弹性边界的波动输入方法。 (4)揭示了SH 波斜入射下河谷场地地震动特性,建立了基于IBIEM 的SV波斜入射波动输入方法。以Ricker子波作为输入波,研究了入射角、坡度以及卓越频率对无沉积梯形河谷散射效应的影响,分别讨论了地震波传播过程、表面位移峰值以及传递函数的变化规律。以 Kobe波作为入射波,研究了地震波斜入射角度、斜坡坡度、底宽以及场地剪切波速对场地地震动特性及非一致分布规律的影响机制。研究了 Ricker子波入射下梯形沉积河谷 表面地震动特性,分析了入射角、坡角、介质阻抗比对地震动分布规律的影响机制。选取Kobe波作为输入波,分析了斜坡坡角以及介质阻抗比对沉积河谷不同特征点加速度反应谱的影响,同时比较了与一维模型计算结果之间的差异。 (5)研究了P-SV波组合斜入射下,无质量地基一致输入、自由场结合黏弹性边界的波动输入和总场结合黏弹性边界的波动输入方法下沥青混凝土心墙土石坝的响应;分析了SH波斜入射下,无质量地基一致输入、自由场结合黏弹性边界的波动输入和总场结合黏弹性边界的波动输入方法下坝体动力响应。无质量地基一致输入方法,坝顶中心处加速度和位移峰值与波动输入方法比较结果偏大;自由场和总场输入方法的计算结果表明:坝体的动力响应分布规律一致,但自由场输入方式计算结果在坝顶偏小。基于提出的总场输入方法,研究了入射角度变化对坝体加速度和位移峰值大小和分布的影响。 本书第1章由王飞、宋志强、刘云贺、刘晓庆编写,其余章节均由王飞编写。本书出版得到了西华大学优势学科建设项目 (高校共建与发展专项资金)的全额资助;研究工作得到了国家自然科学基金重点项目 “沥青混凝土心墙土石坝安全控制理论与技术 (批准号:52039008)”“复杂条件下大型水利工程进水塔抗震分析与安全评价 (批准号:52439008)”;国家自然科学基金青年科学基金项目 (C类)“基于弹塑性流固耦合的土石坝深厚覆盖层地震波动输入方法研究 (批准号:52509182)”;四川省自然科学基金青年项目 “强震作用下基岩-深厚覆盖层坝基-库水系统自由场构建方法研究 (批准号:2024NSFSC0986)”的大力支持。此外,感谢流体与动力机械教育部重点实验室提供的科研平台,同时对中国电力出版社表示感谢。 由于作者学识和水平有限,书中难免有错误和不妥之处,望读者批评指正。

目录

1 绪论
11 研究背景与意义
12 国内外研究现状
13 主要研究内容
2 平面 P/SV 波斜入射下河谷地震动场分析
21 河谷地震动波场分解
22 平坦半空间自由场求解
23 基于间接边界积分方程法的河谷场地散射场运动求解
24 河谷场地总场频域解
25 河谷场地总场时域解
26 方法验证和河谷场地散射效应分析
27 河谷地震动场计算精度的影响因素
28 本章小结
3 平面 SH 波斜入射下河谷地震动场分析
31 基岩河谷地震动场分析方法
32 沉积河谷地震动场分析方法
33 部分填充沉积河谷地震动场分析方法
34 本章小结
4 P 波斜入射下河谷场地地震动特性及地震动输入方法研究
41 计算模型
42 河谷场地地震动特性及影响因素
43 P 波斜入射下考虑河谷散射效应的波动输入方法
44 本章小结
5 SV 波斜入射下河谷场地地震动特性及波动输入方法研究
51 计算模型
52 SV 波斜入射下河谷场地地震动特性及影响因素
53 SV 波斜入射下考虑河谷散射效应的波动输入方法
54 本章小结 71
6 PSV 波组合斜入射下河谷场地地震动特性及地震动输入方法研究
61 河谷场地地震动特性及影响因素
62 PSV 波组合斜入射下考虑河谷散射效应的波动输入方法
63 本章小结
7 SH 波斜入射下河谷场地地震动特性及波动输入方法研究
71 梯形基岩河谷场地分析模型
72 Ricker 子波作用下基岩河谷场地地震动特性分析
73 实测地震波作用下基岩河谷场地地震动特性分析
74 梯形沉积河谷场地分析模型
75 Ricker 子波作用下沉积河谷场地地震动特性分析
76 实测地震波作用下沉积河谷场地地震动特性分析
77 部分填充沉积河谷场地地震动特性分析
78 SH 波斜入射下考虑河谷散射效应的波动输入方法
79 本章小结
8 河谷场地沥青混凝土心墙土石坝响应研究
81 PSV 波组合斜入射下沥青混凝土心墙土石坝响应分析
82 SH 波斜入射下沥青混凝土心墙坝覆盖层系统响应分析
83 本章小结
9 总结与展望
91 总结
92 展望
参考文献