2011 年东北地震中的强地面运动：单向三分量建模

地表多层土壤中强地震动引起的局部波放大受多个参数影响，例如波场偏振、土壤层之间的动力特性和阻抗对比。本研究旨在通过单向三分量（1D-3C）波传播模型调查 2011 年东北地震中的地震动放大。在二次线有限元模型中实现了循环荷载下干土的三维非线性本构关系。土壤流变学通过 Masing-Prandtl-Ishlinskii-Iwan (MPII) 型多面循环塑性模型进行建模。其主要优势在于流变学特征由少数常用测量参数表征。通过传播 2011 年东北地震期间在岩石露头记录的 3C 信号，计算了东北地区（日本）土壤剖面表面的地面运动。将计算出的地表地面运动与冲积场地的东北地震记录进行比较，证实了 1D-3C 模型的可靠性。将 1D-3C 方法与三个独立传播的一个运动分量的单独单向分析组合（1D-1C 方法）进行了比较。由于 3C 偏振导致的三维加载路径引起了多轴应力相互作用，从而降低了土壤强度并增加了非线性效应。数值重现了东北地震的时间历程和谱振幅。1D-3C 方法允许评估整个土壤剖面上 3C 运动的各种参数以及三维应力和应变演化。