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    非飽和土成層場地波動問題的解析解及應用

    • 【作者】李偉華1, 胡葉塵2, 趙成剛1, 鄭潔3
    • 【摘要】現有地基場地波動問題研究中,多將地基土視為飽和、準飽和狀態或單相介質,難以反映非飽和土體波動性質。在現有非飽和多孔介質波動理論的基礎上,建立基巖上覆成層非飽和土復雜場地模型,采用傳遞矩陣法,分別求解了平面P波和SV波入射下基巖上覆成層非飽和土場地波動問題的解析解。通過與已有的基巖上覆單一非飽和土層波動問題的解進行對比,驗證了該解的正確性。并利用該解答初步分析了當非飽和土層飽和度呈梯度變化時,地下水水位變化對地面運動的影響。分析結果表明:地下水位變化對地面運動的影響與入射波頻率和入射角有關。相同頻率下,當入射角較小時,地下水位變化對地表豎向位移的影響較大;地下水位變化對水平位移的影響隨著入射角增加先增加后減小。相同入射角下,隨著地下水位上升,地表豎向位移的峰值減小,峰值頻率增加,而地表水平位移的峰值及峰值頻率變化不大。
    • 【關鍵詞】非飽和孔隙介質, 成層場地, 地面運動, 地下水位, 平面波

    現有地基場地波動問題研究中,多將地基土視為飽和、準飽和狀態或單相介質,難以反映非飽和土體波動性質。在現有非飽和多孔介質波動理論的基礎上,建立基巖上覆成層非飽和土復雜場地模型,采用傳遞矩陣法,分別求解了平面P波和SV波入射下基巖上覆成層非飽和土場地波動問題的解析解。通過與已有的基巖上覆單一非飽和土層波動問題的解進行對比,驗證了該解的正確性。并利用該解答初步分析了當非飽和土層飽和度呈梯度變化時,地下水水位變化對地面運動的影響。分析結果表明:地下水位變化對地面運動的影響與入射波頻率和入射角有關。相同頻率下,當入射角較小時,地下水位變化對地表豎向位移的影響較大;地下水位變化對水平位移的影響隨著入射角增加先增加后減小。相同入射角下,隨著地下水位上升,地表豎向位移的峰值減小,峰值頻率增加,而地表水平位移的峰值及峰值頻率變化不大。

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