移动荷载作用下地基土振动的TLm-PML理论分析方法及振动特性研究

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近年来,由交通引起的环境振动问题日益突出,因此如何有效预测土体振动及振动的传递规律显得尤为重要。本文采用边界为理想匹配层的薄层法(TLM-PML方法)建立了荷载作用下地基土的振动模型,计算分析了移动荷载作用下地基土的振动特性,研究了地基土振动的传递规律及其影响因素。主要研究内容包括:  (1)介绍了薄层法(TLM)的基本原理,分别推导了点荷载作用下地基土振动的2.5维和3维基本解,以及矩形荷载作用下地基土振动的2.5维基本解;阐述了理想匹配层(PML)的能量耗散原理,进而采用PML及TML结合的方法求解了地基土的振动,并以均匀全空间地基土模型为例,将计算结果与解析解进行对比,验证了本文采用的TLM-PML方法的有效性。  (2)推导了移动荷载作用下地基土振动的理论解,并结合算例计算分析了荷载的移动速度(分为低波速、跨波速、超波速三种情况)和地基土参数对弹性半空间、分层弹性半空间地基土振动的影响,以及简谐荷载激振频率对弹性半空间、分层弹性半空间地基土振动的影响。  (3)深入研究了移动点荷载、移动荷载列、矩形荷载作用下地基土振动沿水平方向和深度方向的传递规律,分析了地基土剪切波速比、土层厚度、荷载移动速度、激振频率对振动传递规律的影响。  本文的研究成果对交通引起的环境振动的预测评估具有重要的理论意义和参考价值。
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