飽和度對土體動力響應(yīng)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(yīng)問題是巖土工程、地震工程和地球物理學(xué)科領(lǐng)域的一個重要基礎(chǔ)性課題.該文以準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)飽和土,對粘彈性土體中不同土層界面反應(yīng)和圓柱形空腔動力響應(yīng)問題作了深入細(xì)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(yīng),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(dǎo)出了S波從飽和土入射于彈性土?xí)r在交界面上反射與透射的一般計算公式.在此基礎(chǔ)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(zhǔn)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(yīng)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(xì)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(yīng)的位移、應(yīng)力及孔壓的變化規(guī)律.繼而分析不同飽和度下粘彈性準(zhǔn)飽和土中圓柱形空腔動