Das komplexe Terrain und die wachsenden Transportnetzwerke in Südwestchina haben die Nachfrage nach talüberspannenden Brücken in aktiven Verwerfungszonen erhöht, was seismische Entwurfsherausforderungen mit sich bringt. Diese Studie untersucht die seismische Reaktion einer talüberspannenden Brücke in der Nähe einer Verwerfung mithilfe deterministischer Erdbewegungssimulationen von Umkehrverwerfungsrupturen. Das Ziel ist es zu bewerten, ob die gängige Annahme im seismischen Design, dass horizontale und vertikale Bodenbewegungen durch SV- und P-Wellen dargestellt werden können, mit den tatsächlichen Bedingungen übereinstimmt, die durch die vollständig 3D-Wellenformlösung repräsentiert werden, und die Gültigkeit der Annahme zu prüfen, dass Rayleigh-Wellen als Eingangswellene verwendet werden. Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede in den inneren Kräften. Die Verteilung der axialen Kräfte variierte: Die vollständig 3D-Wellenformlösung und die Rayleigh-Welle verursachten maximale axiale Kräfte nahe dem Bogenrand und Fuß, während die P–SV-Welle Spitzen hauptsächlich nahe dem Bogenfuß verursachte. Die Analyse der Übertragungsfunktionen für axiale Kräfte am Bogenfuß ergab, dass diese Unterschiede auf Variationen in den dominierenden Modenformen zurückzuführen sind, die durch verschiedene Eingaben angeregt werden: Die vollständig 3D-Wellenformlösung regte vorwiegende longitudinal und transversale Rotationsmoden an, die Rayleigh-Welle regte hauptsächlich transversale Rotationsmoden an, und die P–SV-Welle regte vorwiegend longitudinale und vertikale Modi an. Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass die Betrachtung von seismischen Bewegungen als einzelne Rayleigh- oder P–SV-Wellen zu einer Überschätzung oder Unterschätzung der strukturellen Reaktion führen kann. Daher wird die vollständig 3D-Wellenformlösung für eine zuverlässige Bewertung der seismischen Reaktion in der Nähe von Fehlern und für das Design von talüberspannenden Brücken in komplexem Terrain empfohlen.
Luo et al. (Sun,) untersuchten diese Fragestellung.