非饱和多孔介质动力反应问题的研究在以下几个领域中有着重要的学术价值,分别是土木与环境工程、地球物理学、石油工程、化学工程以及生物工程等。本文选用Wei基于多孔介质混合理论提出的非饱和多孔介质波动方程,考虑到非饱和多孔介质动力反应的复杂性,解析方法只有在特定的边界条件下才能求解,进而选用数值方法求解。为了能快速有效的对非饱和多孔介质方程进行求解,选用计算快捷,无需求解线性方程组的显式有限元法。本文就非饱和多孔介质动力反应分析开展了以下几方面的工作：(1)建立非饱和多孔介质动力反应分析的显式表达式。用矩阵形式表示Wei提出的非饱和多孔介质波动方程,对方程应用Galerkin法进行离散,写出Galerkin弱式,采用解耦技术无需求解耦联方程组,建立非饱和多孔介质动力反应分析的显式表达式。(2)基于非饱和多孔介质动力反应分析的表达式,建立显式有限元计算程序(PW-DEF)。基于非饱和多孔介质动力反应分析的表达式,建立二维坐标下非饱和多孔介质有限元程序(PW-DEF)。引入人工边界,给出计算区域,输入初始位移场或初始作用力场,将计算区划分为有限元网格,用有限元节点系代替连续介质区,计算节点质量、刚度以及阻尼,计算节点外力及节点动力反应。(3)对非饱和多孔介质动力反应显式有限元方法进行数值验证。本文采用三种方法进行计算验证：第一种方法是将非饱和多孔介质退化到饱和多孔介质进行计算;第二种方法是将计算程序中气相参数选用液相参数进行替代,假设孔隙被两种参数相同的液相充满；第三种方法是计算非饱和多孔介质动力反应问题。将这三种方法所得计算结果分别与解析解进行对比,验证该方法的正确性。(4)应用所建立的非饱和多孔介质动力反应分析方法对非饱和土地基振动问题进行分析。得到以下几点结论：1)在不同荷载形式下饱和度对土中各相位移的变化影响不尽相同。其中固相位移在均布荷载和集中荷载这两种荷载情况下的变化趋势基本相同,随饱和度的增加而减小,不过影响程度有一定差别,在集中荷载情况下固相位移随饱和度的变化趋势不明显。液相位移在均布荷载和集中荷载条件下随饱和度的变化趋势相反,在均布荷载作用下随饱和度的增加而增加,而在集中荷载作用下随饱和度的增加而减小。2)随着荷载频率的增大固相位移、液相位移以及气相位移都会减小。频率不仅会影响各相位移的大小,还会影响各相位移的衰减情况,随着频率增大振幅的衰减趋势明显增大,并随频率增大震荡现象愈加明显。频率的增大会使饱和度对于振幅的影响增大,频率和饱和度对固相位移的影响可以叠加。3)固相位移幅值会随着远离震源而迅速衰减,其中水平方向的衰减情况要明显于垂直方向的衰减情况。4)无论刚性基础还是柔性基础,基础对土的振动反应影响范围会随着荷载频率的增大而增加。在相同荷载的情况下,刚性基础相比于柔性基础,其基础附近的土体振动幅值变化更明显,而对较远处的土体基本不产生影响。