基于半空间准饱和土中波的传播

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1、浙江大学硕士学位论文半空间准饱和土中波的传播姓名：薛威申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：夏唐代20050201薛戚：半窄问准饱和t中波的传播浙江人学硕士学位论文2005年2门摘要多孔介质中的波的传播是岩土抗震工程中的一个重要课题。借助于对±体单相弹性和饱和两相的假设，学者们已经对土中的波的传播特性做了许多的研究。土是一种三相多孔介质，然而由于土体三相之间耦合的复杂性，非饱和土和准饱和土中的波的传播特性的研究相对很少。本文将士体视作三相介质，对准饱和土中波的传播特性做了深入的研究。本文首先简要回顾了先前对饱和两相介质中体波和瑞利波的研究成果

2、。并基于混合物理论和达西定律建立了三相波动方程组，并推导了方程的解，给出了体波速度的数学表达式，之后，系统讨论了饱和度对它们传播的影响。本文通过分析准饱和土中的动力方程，推导了准饱和土中瑞利波的特征方程，讨论了半空间中瑞利波弥散特性和位移规律。本文数值计算结果说明，准饱和土中的弹性波的弥散曲线特征与饱和土中的相似，但是微小的饱和度变化却可以导致大的多的位移变化。另外，文中给出了饱和度对各种弹性波速度和衰减的影响，本文的研究可作为对准饱和土更深入研究的理论基础，也对促进体波和瑞利波在岩土工程和地球物理学方面的应用有积极的意义。关键词：准饱和土；饱和

3、度；波的传播：半空间：瑞利波；弥散性：特征方程三相多孔介质薛威：半空间准饱和_I=中波的传播浙江大学硕上学位论义2005年2月WavePropagationinNearlySaturatedhalf-spaceSoilsAbstraotWavepropagationinporousmediumisallimportantsubjectingeotechnicalandearthquakeengineering．Invirtueoftheassumptionsthatthesoilwasone—phaseelasticmediaortwo—phas

4、efluid—saturatedmedium，SomeWavepropagationinsoilwasresearchedbyscholars．Soilisakindofthree-phaseporousmedia，otherwise，becauseofthecomplexityofcouplingactioninthree—phasesoil，fewresearchesonunsaturatedornearlysaturatedsoilaredone．Takingsoilsasthree—phasemedium，astudyonwaveprop

5、agationinnearlysaturatedsoilsispresentedinthisdissertation．ThethesisreviewsthepreviousresearchesontheoryofpropagationofbodywaveandRaylei曲waveinfluid·saturatedporousmediabriefly,andsetupawavemotionequationsforthree—phasenearlysaturatedsoilsbasedonthetheoryofmixtureandDarcy’Sla

6、w．Solutionsforthoseequationsarederived，numericalexpressionsofbodywavevelocitiesandattenuationsarepresented，thentheinfluencesoffrequencyandsaturationdegreeonthemareanalyzedsystemically．Byanalyzingthedynamicequationofnearlysaturatedsoil，thesecularequationsofRayleighwavesinanear

7、lysaturatedhalf-spacesoilaredeveloped．Rayleigllwavedispersioncharacteristicsanditsdisplacementinanearlysoilarediscussed．Numericalresultsshowsthatthecharactersofdispersioncurveofelasticwavesinnearlysaturatedsoilaresimilartothoseinfullysaturatedsoilbutasliglltdecreaseoffullsatu

8、rationmaycauseamuchgreaterdisplacementcomparedwithafullysaturatedsoi