基于下卧基岩的饱和层状地基在轴对称简谐荷载作用下的稳态振动分析

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1、浙江大学硕士学位论文下卧基岩的饱和层状地基在轴对称简谐荷载作用下的稳态振动分析姓名：孟楷申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：蔡袁强20040201下卧基岩的饱和层状地基在轴对称简谐荷载作用下的稳态振动分析浙江大学硕士学位论文孟楷2004．2下卧基岩的饱和层状地基在轴对称简谐荷载作用下的稳态振动分析摘要土体的振动分析是土动力学的基本课题之一，并随着科学技术和国民经济的发展，在理论和实践上都对这一理论提出了更高的要求。本文考虑了水土自身的惯性力(当荷载的振动频率较高时其影响尤为显著)和土体层理构造的特性，研究了地基的振动

2、特性。首先，根据Biot动力固结方程，采用Hankel积分变换求解耦联合方程组，求得动荷载下饱和土Lamb问题的解析解；再根据下边界为不透水基岩的边界条件，获得了地基表面作用圆形轴对称周期荷载时土层表面应力、位移等的一般积分形式解。其次，编制了相应的分析程序，并进行了验证分析。再次，根据算例研究了简谐荷载作用下成层饱和地基Biot固结的一般规律，同时还研究了固结情况受渗透系数，频率等参数影响的规律。最后，对刚性基础在下卧基岩的两项介质上的振动进行了初步的研究。关键词：成层地基，Biot方程，矩阵传递，Hankel积分变换壁

3、!苎堂竺塑塑墨鉴些苎垄塑翌整堕堕堕垫堡旦!塑整查堡垫坌堑塑!三生兰塑±兰些堡塞重堂!!坚：!StableVibrationAnalysisofSaturatedLayeredSoilswithSubjacentRock-stratumunderAxisymmetricLoadingABS7rRACTThevibrationanalysisofsoilsisafundamentalissuetosoildynamicsandplaysallincreasinglyimportantrolewiththedevelopment

4、oftechnologyandnationaleconomy．Inthispapertheinertiaforceofthesoilandthewater,whichcan’tbeneglectedespeciallyunderdynamicforceofhigherfrequency,andthebedingofthesoilsaleconsideredintheresearchofthevibrationcharacteristicsofthesoils．Firstly,basedonBiot’Sdynamiccons

5、olidationeqm廿om,bymeansofHankeltransform，theintegralsolutionsofsnessanddisplacementforaxisymmetricharmonicexcitationswerederived，accordingtothetwo．phasesaturatedsoilwithsubjacentmek-stratum．Second，thedissertationdevelopedaprogramandverifieditscorrectness．Third，acc

6、ordingtosomeexamples，thisdissertationstudiednumericallytheinfluenceonsoildisplacementunderharmonicvibrationloadinducedbyinfiltrationcoefficientandloadsfrequencyvariation．Finally,thevibrationofrigidfoundationWaspreliminarystudiedinthispaper．KEYWORDS：Blot’Sequations

7、，matrixtransfer,Hankeltransformation，layeredsoils．II下卧基岩的饱和层状地基订：轴对称简谐荷载作用下的稳态振动分析浙江大学硕士学位论史盂楷70042第一章绪论1．1实际问题的提出土体的振动分析不仅在理论上还是在实际上都是岩土工程界的重要课题：它不仅对于弹性动力学的发展有着重要的学术价值，而且对机器基础及地震荷载作用下基础的分析和设计具有重要的指导意义。土是由固、液、气三相介质组成的集合体，其中固体是构成土的主要部分，称之为“土粒”。土粒之间有孔隙，如果为液相(通常是水)所充

8、满，则形成饱和土。目前，基于弹性介质理论上的土体的振动分析已趋于完备，将饱和土体视为固液两项介质的研究逐渐成为新的热点。但此类研究目前多局限于半空间状况的土体，且很多都只考虑了低频情况下的振动，而忽略了液体相对于土体的运动。公路、机场跑道和停机坪、储藏设备(储油罐，堆场)以及某些工业厂房等建筑设施下的地