考虑材料劣化影响的结构岩体随机动力响应分析

来源：振动与冲击杂志2026年第2期北京时间：

作者：王俊光，张龙国zlg055，闫宏彬，邓军，齐彦明，孙志民

单位：1.辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新123000；2.云岗研究院，山西大同037001；3.辽宁有色勘察研究院有限责任公司，辽宁抚顺113000

摘要：石窟因各种地质作用导致其围岩材料属性呈现显著的空间非平稳性，传统的基于确定性均质假设的地震响应分析方法难以准确评估其在地震作用下的真实行为和潜在风险。文章提出了一种考虑材料参数空间非平稳性的随机有限元分析框架。基于现场数据和地质统计学方法建立了反映劣化梯度的非平稳随机场模型。对比分析采用平稳与非平稳随机场模型对石窟的动力响应影响。结果表明，材料非平稳性显著影响峰值应力和残余应力，呈现位置依赖性，尤其在劣化严重区域改变平均频谱特性及频域能量分布。石窟特定几何位置存在由几何聚焦和地形效应主导的宽频带加速度放大，超越材料劣化影响，且非共振引起。响应指标呈现高度随机性和非正态性。研究揭示非平稳随机场模型能捕捉传统模型忽略的关键机制，为石窟地震安全性精细评估及针对性保护提供科学依据。<br>

关键词：石窟岩体；非平稳随机场；时频分析；概率响应特性