Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Seismische Wellenausbreitung in lateral inhomogenen Medien mittels eines hybriden Modells
Die Zielstellung des Beitrags ist die Darstellung der Entwicklung, Validierung und Durchführung von Simulationsstudien mit einem hybriden Modell zur seismischen Wellenausbreitung durch eine zweidimensionale, lokal beliebig heterogene geologische Region, eingebettet in einem geschichteten Halbraum. Für die Formulierungen des Modells wird der ebene Dehnungszustand angenommen. Der Halbraum wird durch eine Reihe von horizontalen, isotropen, elastischen und homogenen Schichten approximiert. Innerhalb der lokalen geologischen Region können nichtparallele Schichten beschrieben und ein Oberflächenrelief abgebildet werden. Das hybride Modell setzt sich aus der analytischen Wellenzahlintegration (WNIM) und der Randintegralgleichungsmethode (BIEM) zusammen. Die WNIM als Grundlage der Approximation des großmaßstäblichen Untergrunds dient der Berechnung von einfallenden Wellenfeldern in die mit der BIEM approximierte lokale Region. Das hybride Modell wurde durch numerische Studien validiert. Die numerischen Ergebnisse zeigen deutlich die Sensitivität des seismischen Modells bezüglich der Eigenschaften der seismischen Quelle, des heterogenen Charakters des Wellenpfads als auch der Oberflächentopographie innerhalb der lokalen geologischen Region. Der Vorteil der hybriden Methode gegenüber separaten, geschlossenen Berechnungsmethoden liegt in der gemeinsamen Betrachtung von Bebenherd, Wellenausbreitungspfad und lokale, heterogene, oberflächennahe Formationen mit einem bestimmten Oberflächenrelief zur Analyse und Bestimmung synthetischer Seismogramme. Das so erhaltene seismische Signal stellt einen wichtigen Ausgangspunkt für weiterführende Ingenieuranalysen, wie (1) den Einfluss einer komplexen Bodenstruktur - Poroelastizität und Anisotropie auf die Wellenausbreitung, (2) den Einfluss heterogener Bodenstrukturen auf die Boden-Bauwerk-Wechselwirkung und (3) den Einfluss der Oberflächentopologie auf die Boden-Bauwerk-Wechselwirkung während eines Erdbebens dar.
Seismische Wellenausbreitung in lateral inhomogenen Medien mittels eines hybriden Modells
Die Zielstellung des Beitrags ist die Darstellung der Entwicklung, Validierung und Durchführung von Simulationsstudien mit einem hybriden Modell zur seismischen Wellenausbreitung durch eine zweidimensionale, lokal beliebig heterogene geologische Region, eingebettet in einem geschichteten Halbraum. Für die Formulierungen des Modells wird der ebene Dehnungszustand angenommen. Der Halbraum wird durch eine Reihe von horizontalen, isotropen, elastischen und homogenen Schichten approximiert. Innerhalb der lokalen geologischen Region können nichtparallele Schichten beschrieben und ein Oberflächenrelief abgebildet werden. Das hybride Modell setzt sich aus der analytischen Wellenzahlintegration (WNIM) und der Randintegralgleichungsmethode (BIEM) zusammen. Die WNIM als Grundlage der Approximation des großmaßstäblichen Untergrunds dient der Berechnung von einfallenden Wellenfeldern in die mit der BIEM approximierte lokale Region. Das hybride Modell wurde durch numerische Studien validiert. Die numerischen Ergebnisse zeigen deutlich die Sensitivität des seismischen Modells bezüglich der Eigenschaften der seismischen Quelle, des heterogenen Charakters des Wellenpfads als auch der Oberflächentopographie innerhalb der lokalen geologischen Region. Der Vorteil der hybriden Methode gegenüber separaten, geschlossenen Berechnungsmethoden liegt in der gemeinsamen Betrachtung von Bebenherd, Wellenausbreitungspfad und lokale, heterogene, oberflächennahe Formationen mit einem bestimmten Oberflächenrelief zur Analyse und Bestimmung synthetischer Seismogramme. Das so erhaltene seismische Signal stellt einen wichtigen Ausgangspunkt für weiterführende Ingenieuranalysen, wie (1) den Einfluss einer komplexen Bodenstruktur - Poroelastizität und Anisotropie auf die Wellenausbreitung, (2) den Einfluss heterogener Bodenstrukturen auf die Boden-Bauwerk-Wechselwirkung und (3) den Einfluss der Oberflächentopologie auf die Boden-Bauwerk-Wechselwirkung während eines Erdbebens dar.
Seismische Wellenausbreitung in lateral inhomogenen Medien mittels eines hybriden Modells
Wuttke, Frank (Autor:in) / Dineva, Petia (Autor:in) / Schanz, Tom (Autor:in)
Der Bauingenieur ; 84 ; S2-S9
2009
8 Seiten, 6 Bilder, 2 Tabellen, 17 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Tosbeckenoptimierung mithilfe eines hybriden Modells
| HENRY – Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) | 2013
Wellenausbreitung in poroelastischen Medien : Untersuchung mit Randintegralgleichungen
| UB Braunschweig | 1993