基于地震波叠加模式的空间域划分及质点运动空间差异——以SV波入射为例

针对地震动空间差异问题,以半无限空间内平面SV波入射为例,采用波动理论和叠加原理相结合的方法研究地震动的空间特征。首先,分析入射波和反射波在空间内形成质点运动的叠加模式差异,并依此对空间域进行划分;其次,针对不同泊松比和SV波入射角情形研究叠加区与分离区的分界线控制情况;最后,对比分析不同空间域内的质点运动在峰值、持时等方面的特征。研究结果显示:当SV波入射时,叠加区与分离区的分界线通常由z3 (反射P波与反射SV波的分离线)控制;同时存在两种特殊情况,当SV波垂直入射时,分界线由z1 (入射SV波与反射SV波的分离线)控制,当反射SV波幅值为零时,分界线由z2 (入射SV波与反射P波的分离线)控制。在入射波和反射波的影响下,质点运动时程的形状具有水平不变性。三波贡献时段只出现在深度小于z1的质点的运动时程中,且持时随着深度的增加线性减少;双波贡献时段出现在位于叠加区内的质点的运动时程中,持时沿深度先增加后减少;单波贡献时段随着深度的增加而逐渐加长,在分离区达到最大值。质点运动总持时随深度逐渐增加,在分离线z2和z3深度处存在两个拐点。在质点运动峰值方面,靠近自由面的叠加区质点运动峰值变化较大,深度较大的叠加区和分离区的质点运动峰值一般不变。