瞬态瑞利波法,与传统方法相比具有测试技术简单易行、无需钻孔、浅层分辨率高以及高效经济等优点。实践证明,这种现场实测的结果可以应用于工程实际。然而,了解复杂地基土中瑞利波的传播规律,对于分析研究复杂地层介质结构具有指导性作用。因此,本文的研究目的在于探索现场瑞利波的测试结果与用有限元分析方法模拟冲击荷载作用下地表面响应计算结果的一致性,以便用数值模拟方法来研究复杂地层的瑞利波频散曲线特征,进而将频散曲线的特征应用于实际复杂地层结构测试结果的分析研究中。瑞利波在成层地基中具有频散特性,工程中也正是利用这种特性对实际地层进行定性判断。本文以成层地基中瑞利波的传播特性为基础,用有限元方法模拟轴对称条件下实际场地中可能存在的地层结构,并通过计算得到的两测点的竖向位移来分析成层地基瑞利波的传播特性。据此复杂地层条件下瑞利波的传播特性可以通过数值方法进行模拟,论文中得到了以下认识:(1)通过数值方法可以得到成层地基中瑞利波的频散特性,对于上软下硬地层,瑞利波速度随波长呈递增趋势;层状介质各层厚度不同,频散曲线亦不同;上部软层厚度越大,同一波长的瑞利波波速越小。(2)当地层出现软弱夹层时波速明显降低,频散曲线上出现拐点,如果按0.8个波长为测试深度,则能反映出软弱夹层的埋深。(3)当地层存在孔洞时,频散曲线呈现“之”字形,出现锯齿形状,如按1个波长为测试深度,则基本反映出了孔洞的大小和埋深。可见,工程上常用的半波长法确定地层结构应针对具体情况区别对待,地层中存在软弱夹层或孔洞时其深度的判别标准也不一样。最后,数值模拟计算与实测结果的比较,验证了数值方法研究瑞利波特性的可行性,从而展示了数值方法研究更加复杂地层瑞利波的前景。同时,将进一步开展三维条件下的数值模拟研究,以便为瑞利波在工程实践中的应用提供更加可靠的依据。