非均匀饱和土中弹性波的传播特性分析

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在地震学、石油工程、土木工程等重要工程实际领域，弹性波传播的相关问题将作为相应领域重要的基础性科学研究，进而对解决工程实际问题提供了相当重要的理论依据。显然非均匀饱和土中弹性波的传播问题也必然成为岩土抗震工程中的一个重要课题，所以了解非均匀饱和土的力学性能十分重要，更重要的是非均匀饱和土中弹性波传播的相关特性。在本文中，基于多孔介质的Biot理论，考虑沿土体厚度方向材料的物理和力学性质在土体的厚度方向为连续变化，文章具体对非均匀饱和土中体波的传播问题进行了论述。
　　文章在一开始便详细的阐述了饱和土中弹性波传播相关的国内外发展史以及地震波的发展历程。然而对于很多有关弹性波相关的波动问题想寻找到其精确解析解显得尤为困难，因此研究者们根据问题求解的难易程度以及波动问题发展的特点研究了相应的解决问题方法。本文简单介绍了近似解析解（WKBJ）法、回传射线矩阵法（MRRM）。这两种分析波动问题的方法、发展历程以及其基本特点。在分析饱和土的基础之上对饱和土中弹性波传播的相关特性进行了分析和研究。
　　文章还分别对非均匀饱和土中的SH波和P-SV波的频散问题建立了二阶变系数的微分方程，并对该变系数的微分方程采用了WKBJ的近似解析解法进行求解。给出了非均匀饱和土中波传播的解析解，进而得到SH波和P-SV的频散方程。文章以拉梅常数（μ）呈指数函数变化来呈现饱和土的非均匀性，采用MATLAB进行编程计算并且分析非均匀饱和土中弹性波的频散特性，给出了波数随波速变化的c-k曲线图，并对其进行相关分析，另外文章还给出了P-SV耦合波的纵向位移和横向位移分布曲线图。文章对所得到的曲线图也进行了相关分析，从而得出了非均匀饱和土中弹性波传播的频散特性以及相关的重要结论。

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作者
任圆圆;
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作者单位

兰州理工大学;

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授予单位兰州理工大学;
学科岩土工程
授予学位硕士
导师姓名周凤玺;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类土动力学与振动地基;
关键词
非均匀饱和土; 传播特性; 弹性波传播; 多孔介质; 力学性质;

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