二维饱水介质的波动分析

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 11次 | 上传用户:zhjkkcd
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饱和多孔介质中波的传播是岩土地震工程中的重要问题,但由于模型的复杂性,很难利用解析法求解实际问题。解析法常常仅局限于非常简单的、通过各种各样假定使之简化了的情况,对于复杂的问题不得不求助于数值解法,因此对于分析饱和多孔介质的动力响应问题进一步研究其数值解答是必要的。现将本文的主要工作简单介绍如下: 本文以饱和土为研究对象,在两相介质为弹性介质等一些条件假定下,进行了饱和弹性半空间动力响应问题的研究。以土力学模型为基础,利用以土骨架和孔隙流体的四个位移为基本未知量的数值方法去模拟二维饱水介质中的地震波传播,采用了显式差分方法(中心差分法和Newmark常平均加速度法结合)和透射边界,通过比较利用几种差分格式求解的加速度结果,发现一种用速度单边差分求解加速度的方法在本文研究中较为实用,分别编制了体波(P波或SV波)、Rayleigh面波输入时求解两相介质动力响应的两个二维数值分析程序。 分别进行了在底边界P波与SV波垂直入射时饱和土的动力响应分析,研究了动力作用下土骨架和孔隙流体的反应,同时阐述了渗透系数和上覆荷载对两相介质动力响应的影响。考虑自由表面可透水与不透水两种边界条件,研究了两种边界条件下的饱和弹性半空间动力响应的差别。 初步分析了基于单相介质理论的Rayleigh面波从侧边界垂直入射时的动力响应问题,给出了动力响应结果和Rayleigh面波的空间波形,通过比较单相介质数值解与解析解两种方法的分析结果来检验程序的正确性。 此外,本文还提出了一种消除初始输入间断影响的模拟方法,结果表明效果良好。 中国地展局工程力学研究所硕士学位论文曰..‘.......... 研究表明表面透水条件、介质渗透性、上覆荷载等因素对两相介质的动力响应都有一定的影响。同时数值计算的结果对于研究其它弹性饱和多孔介质动力响应问题有一定的借鉴价值,且为进一步研究非线性饱和多孔介质的动力响应问题打下了理论基础。
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