双排刚性桩屏障对平面SH波的隔离性状研究

基于Twersky的理论,引入圆柱体对声波和电磁波的多重散射解析解,对用排桩隔离环境振动的问题,提出了一种新的求解任意排列、任意直径刚性桩对平面SH波多重散射的理论方法,解决了传统的假设单重散射的计算方法中不考虑桩列作为整体屏障从而忽略桩间相互干涉关系的不足。随后,在数值计算分析中讨论了散射重数,排间距,桩间距等因素对双排刚性桩隔振效果的影响,对实际工程中利用排桩进行振动污染治理和屏障隔振的设计提出了有意义的结论。     

双排刚性桩屏障对平面SH波的隔离性状研究

基于Twersky的理论,引入圆柱体对声波和电磁波的多重散射解析解,对用排桩隔离环境振动的问题,提出了一种新的求解任意排列、任意直径刚性桩对平面SH波多重散射的理论方法,解决了传统的假设单重散射的计算方法中不考虑桩列作为整体屏障从而忽略桩间相互干涉关系的不足.随后,在数值计算分析中讨论了散射重数,排间距,桩间距等因素对双排刚性桩隔振效果的影响,对实际工程中利用排桩进行振动污染治理和屏障隔振的设计提出了有意义的结论.     

非饱和地基中Love波的传播特性

基于非饱和多孔介质的波动方程,考虑了土中水,气体与土骨架之间的粘性耦合作用,建立了弹性半空间上非饱和土层中Love波的弥散方程。首先分析了饱和度与频率对非饱和孔隙介质中剪切波速的影响。然后运用数值方法得到了不同饱和度下土层中多种Love模态波的弥散特性和位移分布情况,并用图表的形式给出。数值计算结果表明,上覆非饱和土层中Love波的传播速度和衰减系数不仅具有频散性,而且与土层的饱和度有关。在不同饱和度时的高模态(n≥2)的Love波的截止频率值不同。此外,讨论了饱和度对Love波水平位移幅值的影响。     

刚性挡土墙地震主动土压力的拟动力学分析

采用拟动力学方法的基本假定,考虑地震加速度的放大效应,利用水平层分析法,求得在地震荷载作用下随地震时间变化的主动土压力强度的分布解.将最危险滑动面倾角和合力作用点高度与传统方法进行比较,分析合力作用点时程曲线的特征,探讨水平加速度系数及加速度放大系数对土压力分布的影响.结果表明：采用该方法计算得到的滑动面倾角和合力作用点高度大于传统方法计算值;合力作用点高度在地震时是不断变化的;水平地震加速度系数及加速度放大系数均对土压力分布有很大影响,不考虑加速度的放大效应是偏于危险的.     

不同边界条件下非饱和土地基中的Rayleigh波传播

地球表面绝大部分土层并非处于完全饱和状态,故采用传统的饱和土两相介质理论进行动力学分析时,计算结果往往与实际情况不符。针对这一客观问题,以非饱和土为研究对象,在三相孔隙介质波动理论的基础上开展了非饱和土体半空间中Rayleigh波的弥散特性研究。分别考虑了两种不同的边界条件:(a)不透水不透气地基边界;(b)透水透气地基边界。根据边界条件及相关的本构关系式,推导出相应Rayleigh波的弥散方程,再通过Newton-Raphson法进行数值求解。最后讨论了在不同边界条件下,非饱和土地基表面附近Rayleigh波的弥散特性受到地基土饱和度、频率以及土体固有渗透系数的影响。计算结果表明:在两种边界条件下Rayleigh波的传播均受到地基土饱和度变化的影响。并且,频率及渗透系数在不同边界条件下对Rayleigh波特性的影响明显不同。     

地震作用下挡土墙抗倾覆稳定安全系数研究

基于拟动力法,考虑墙背面和填土面倾斜的工况,推导出挡土墙在地震作用下的抗倾覆稳定安全系数的计算表达式。数值算例结果表明,稳定安全系数随着填土内摩擦角、墙土外摩擦角和墙背面倾角的增大而增大,随地震放大系数、水平加速度影响系数和填土面倾角的增大而减小。其中,只有在地震作用较大时,放大系数的影响才逐渐显现,同时,摩擦角的影响却相对减弱;墙背面倾角和填土面倾角不同时,稳定系数随地震作用的变化趋势基本一致。通过对比2种计算方法的结果可知,拟动力法由于考虑了地震周期和地震波效应的影响,计算得到的稳定安全系数比拟静力法大。     

Biot理论与修正的Biot理论比较及讨论

对Biot理论和修正的Biot理论中的波动方程进行了详细推导,注明了每个参数的量纲和准确含义,并基于修正的Biot理论导出了三种不同形式的波动方程;对两种理论进行比较,得到了Biot弹性系数表达式,并分析了两者的应力及其对应关系;最后,着重对易被混淆的孔隙流体压力符号的正方向和含义,以及基本方程中部分参数的定义式进行了讨论,有助于更好地理解、应用Biot理论和修正的Biot理论。     

单相与多相介质中弹性波波速相关问题对比研究

从单相介质到双相及三相多孔介质,通过研究Rayleigh波波速与体波波速之间的关系,得到了3种介质下半空间表面Rayleigh波存在所需满足的条件,以及分析了其理论求解过程之间的联系与差异。对由两种不同定义式得到的平面弹性波传播速度进行了理论分析,并以双相多孔介质为例,通过数值计算直观地对两者进行了比较,结果表明:(1)对于快纵波(P1)和剪切波(S),两种传播速度随频率的变化曲线(即弥散曲线)重叠;(2)对于慢纵波(P2)和Rayleigh波,两条弥散曲线分离,两种传播速度在数值上存在一定差异;(3)两者随频率的变化趋势基本一致。弹性波波数虚部与实部的比值的数值计算结果验证了上述结论。     

P1波在非饱和土地基表面的反射特性

非饱和土是地表天然土体中最常见的一种形式。与饱和土不同,非饱和土内可传播四种体波:一种剪切波(S波)和三种压缩波(P1波、P2波、P3波)。其中P1传播特性与饱和土中的快压缩波相似:传播速度最快,且衰减系数最低。因此,该文运用非饱和孔隙介质理论阐述了弹性波在非饱和土中的传播特性,分析了平面P1波在非饱和土介质自由边界上的反射问题。根据边界条件,分别导出了在非饱和土自由边界上的四种反射波:反射P1波、反射P2波、反射P3波及反射S波的振幅反射系数及能量反射系数的理论表达式,并且在此基础上进行了数值计算。算例中讨论了四种反射波的振幅反射系数及能量反射系数受P1波入射角及地基土体饱和度变化的影响情况。结果表明:各反射波的振幅反射系数及能量反射系数不仅与入射角有关,也受到饱和度变化的影响。这些结论对土动力学的理论研究以及工程地震勘探具有一定指导意义。     

关于“挡土墙土压力研究的错误倾向”的讨论

正贵刊2016年第7期刊登了题为"挡土墙土压力研究的错误倾向~([1])"的文章(以下称之为"原文")。在原文中孙建生教授提出了5大问题。本文的目的主要是与孙建生教授提出的5大问题进行深入的探讨,以期对挡土墙计算理论的研究方法和相关概念进行澄清。1土拱与结构拱的区别土拱这一概念是由Terzaghi~([2])首次提出的"soil arching"概念翻译而来: