飽和度對土體動力響應的影響.pdf

1、土介質(zhì)中波在不同界面的反射和透射及動力響應問題是巖土工程、地震工程和地球物理學科領域的一個重要基礎性課題.該文以準飽和土為研究對象,把均勻流體概念引入Biot兩相多孔介質(zhì)動力理論,即用飽和多孔介質(zhì)模型模擬粘彈性準飽和土層,孔隙流體體積模量就可以確定,從而使用兩相孔隙介質(zhì)理論來研究準飽和土,對粘彈性土體中不同土層界面反應和圓柱形空腔動力響應問題作了深入細致的研究.該文首先以占體波能量主要部分的S波來研究在不同介質(zhì)界面上的反射和透射,考慮飽

2、和土中土顆粒及孔隙流體的可壓縮性,并考慮固液兩相粘性耦合效應,深入研究了界面透水條件、波的入射角度和頻率對波反射和透射的影響.借助Biot多孔介質(zhì)中的波動方程,根據(jù)各種界面條件導出了S波從飽和土入射于彈性土時在交界面上反射與透射的一般計算公式.在此基礎上,考慮固體骨架粘彈性Kelvin材料,采用勢函數(shù)理論研究了飽和度的變化對于S波入射下準飽和土層與粘彈性土層交界面處水平、豎向運動分量的影響,分析反射和透射系數(shù)隨波動參數(shù)變化的規(guī)律,包括反

3、射與透射系數(shù)隨入射角度,排水條件等的變化規(guī)律,數(shù)值計算界面上水平與豎向位移分量的表達式.由于從不同的飽和度下考慮了土層骨架的粘性,因而可以更全面的了解地震波在土層中的傳播特性.利用Laplace變換求解了粘彈性飽和土中圓柱形空腔的動力響應問題,得到了變換域內(nèi)的解析解.借助數(shù)值Laplace反變換對此問題作了細致的數(shù)值分析,研究了粘彈性飽和土中圓柱形空腔動力響應的位移、應力及孔壓的變化規(guī)律.繼而分析不同飽和度下粘彈性準飽和土中圓柱形空腔動