Page 27 - 《振动工程学报》2026年第5期

第 5 期 李文婷，等：行波效应对大型复杂地下空间结构地震响应的影响研究 1231

相对而言，一致地震波作用时，地表各点的峰值加速 东咽喉二 东咽喉一 站台区一 站台区二
站台区三 站台区四 西咽喉
度响应呈现出一致性，这与传统理论一致。 3.0
加速度 / (m·s −2 )
结构模型的一阶自振频率为 0.96 Hz，一阶振型 1.5
以站台区的剪切变形为主，如图 所示。 0
8
−1.5
−3.0
0 5 10 15 20
时间 / s

(a) 一致波
图 8 结构模型的一阶振型
(a) Uniform wave
Fig. 8 First-order mode shape of the structural model 3.0
加速度 / (m·s −2 ) 0
1.5
2.2 结构地震响应
−1.5
2.2.1 加速度响应 −3.0
考虑与不考虑行波效应时，结构各断面（东咽喉 0 5 10 15 20
时间 / s
断面二、东咽喉断面一、站台区断面一至四和西咽 (b) 行波
喉断面）左上角点（如图 2 所示）的横向加速度时程 (b) Traveling wave
4
和加速度峰值分布对比如图 9 所示。一致地震波作
行波
用时，结构不同断面的加速度响应在时域内几乎同 3 一致波
步，波形重合度较高，峰值由于断面形式不同而有所
差别。考虑行波效应时，结构不同断面的加速度响 加速度峰值 / (m·s −2 ) 2
应波形差别显著，峰值加速度较一致地震波作用下
明显减小，平均减小 25%。 1
将结构加速度时程响应进行傅里叶变化，在频 0
西咽 站台 站台 站台 站台 东咽 东咽
域 内 对 比 各 断 面 在 不 同 地 震 动 激 励 时 的 响 应， 如
喉 区四 区三 区二 区一 喉一 喉二
图 10 所示。几乎在全频率段，行波作用下结构加速 位置
(c) 各断面加速度峰值
度傅里叶谱幅值均小于一致地震波作用时的结构响 (c) Peak accelerations at structural sections

应。一致地震波作用时，地下结构各断面的动力响
图 9 结构各断面加速度响应
应主要受到周围土体的影响，加速度响应的卓越频
Fig. 9 Acceleration responses of structural sections
率 接 近 场 地 一 阶 自 振 频 率（ 0.85 Hz） ， 符 合 一 般 规
律。考虑行波效应时，地下结构加速度响应的频谱 咽喉断面二和站台区断面一，虽然其卓越频率仍在
成分更加复杂：对于形状规则的东咽喉断面一、东 场地自振频率附近，但占比明显减小，而与结构自振

行波 一致波 8 7
8
8
傅里叶幅值 / (m·s −2 ) 6 5 4 3 2 傅里叶幅值 / (m·s −2 ) 6 5 4 3 2 傅里叶幅值 / (m·s −2 ) 6 5 4 3 2
7
7

1
0
0 1 2 3 4 5 6 1 0 0 1 2 3 4 5 6 1 0 0 1 2 3 4 5 6
频率 / Hz 频率 / Hz 频率 / Hz
(a) 东咽喉断面二 (b) 东咽喉断面一 (c) 站台区断面一
(a) East throat section No.2 (b) East throat section No.1 (c) Platform area section No.1
8
8
8
8
傅里叶幅值 / (m·s −2 ) 6 5 4 3 2 傅里叶幅值 / (m·s −2 ) 6 5 4 3 2 傅里叶幅值 / (m·s −2 ) 6 5 4 3 2 傅里叶幅值 / (m·s −2 ) 6 5 4 3 2
7
7
7
7
1
0
0 1 2 3 4 5 6 1 0 0 1 2 3 4 5 6 1 0 0 1 2 3 4 5 6 1 0 0 1 2 3 4 5 6
频率 / Hz 频率 / Hz 频率 / Hz 频率 / Hz
(d) 站台区断面二 (e) 站台区断面三 (f) 站台区断面四 (g) 西咽喉断面
(d) Platform area section No.2 (e) Platform area section No.3 (f) Platform area section No.4 (g) West throat section

图 10 结构各断面加速度响应傅里叶幅值谱
Fig. 10 Acceleration Fourier amplitude spectrum of structural sections