Love波相速度频散曲线计算

根据基岩弹性半空间上水平成层覆盖土层Love波相速度频散曲线的计算方法,编写了Fortran计算程序,计算了两个实际工程场地的Love波频散曲线,并与文献中的计算结果进行了对比,验证了该文所编写的程序。     

层状饱和介质中瑞利波传播特性薄层分析方法

层状饱和半无限体中瑞利波传播特性研究对工程物理勘探及土性参数反演很重要,传统的层传递矩阵或刚度矩阵分析方法需在复数域搜索瑞利波频率方程根,不仅耗时,收敛性也差。根据研究波长范围,在底部半无限体某一深度设置刚性边界,将层状介质离散成薄层,建立研究平面应变状态下层状饱和介质中瑞利波传播特性薄层法分析模型。依据该模型,频率方程根搜索问题可转换成矩阵特征值问题。根据瑞利波沿深度衰减特性,从一组计算的特征值中筛选出与瑞利波模态对应特征值,由特征值及相应特征向量得到各模态频率特性以及孔隙压力、骨架位移随深度变化。通过与饱和半无限体瑞利波解析解比较,验证该模型可行性,由此研究几种层状介质中瑞利波各阶模态的频率特性。分析方法对开展动力本构模型更复杂的层状介质中瑞利波传播特性研究也具有指导意义。     

Love波相速度频散曲线敏感性比较

编写了基岩弹性半空间上水平成层覆盖土层Love波相速度频散曲线的程序,通过一个简单模型,比较了各土层参数对Love波频散曲线的敏感性,表明剪切波速度和土层厚度对Love波的频散特性影响较大,为反演参数选择提供了依据。     

地下洞穴对表面波表观相速度影响的数值分析

通过有限元数值模拟，得到了含洞穴固体介质在动荷载下表面质点的速度响应。根据表面质点响应中瑞利波和反射体波能量分配分析表观相速度扰动机制，讨论振源、测点、洞穴三者相对位置及频率对表面波表观相速度影响。表观相速度扰动程度随频率减小而增加，商至出现大扰动。大扰动峰值频率与反射波基频有关，基频随振源、测点及洞穴间相对位置变化。最后讨论由大扰动峰值波长与洞穴埋深关系，并给出洞穴埋深估算方法。     

横跨层状场地中沟槽管线在表面波作用下的响应

提出一种在Ｌｏｖｅ波和Ｒａｙｌｅｉｇｈ波作用下分析频域内横跨沟槽管线的横向与纵向反应方法，分析管线刚度与场地阻尼对其反应的影响。还提出一种计算沟槽附近场地动力格林函数的近似方法，并就其对精度的影响进行研究。分析结果说明，横跨沟槽的管线在地震时的响应可能比无沟槽时大得多，应引起注意     

层状地基中单桩自振频率的计算方法

从能量法的基本原理出发，用等效弹簧来模拟桩土的相互作用，考虑了等效弹簧的弹性势能，推出层状地基中单桩的一阶自振埂率的计算公式，并通过工程实例检验其计算结果，结果表明，此法较等效深度法精度有所提高。     

浅层三层地基的SASW法模拟勘测研究

掌握瑞利波在分层地基中的传播和能量分布特征是进行瑞利波勘测的关键。建立了3类工程常见土质及其分布的浅层3层地基模型:规则地基、含硬夹层地基和含软夹层地基,基于传递矩阵法研究了瑞利波在三类地基中的传播和能量分布特征,将计算得到的地表处瑞利波时间域内的振动信息作为表面波谱分析(SASW)法的测试数据进行模拟测试。结果表明,实测频散曲线与理论频散曲线中能量占优的模式相对应,SASW法适用于大部分土层分布情况的几十米深度范围的浅层工程地质勘测。研究成果可用来指导现场测试和土层反演。     

二维层状地基空沟主动隔振分析

采用薄层法层状半空间基本解答作为格林函数的边界元法 ,该方法可以有效的分析多层场地的动力问题 ,是解决土 -结构动力相互作用问题的一种有效工具。同时对粘弹性层状地基二维空沟主动隔振进行了详细的分析 ,提出了对于二维粘弹性层状地基屏障隔振效果的评价应综合考虑振幅衰减系数的设计标准和振幅幅值的设计标准 ,有助于空沟主动隔振的工程应用。     

基于有限元-解析法的层状地基中Rayleigh波高阶频散特性研究

层状地基中Rayleigh波(以下简称R波)携带有大量关于土层的重要信息,对工程建设有着重要的作用。基于有限元-解析法建立层状地基中R波在频率-波数域(f-k域)内的振动方程。根据工程中有限元的误差分析,确定了每个波长内薄层划分数目的下限值N。采用BISECTION算法快速、准确地搜索层状地基中R波特征方程的根,进而得到了各种常见地基中R波高阶模态的频散曲线,计算结果得到了解析法的支持。最后,将该方法所得到的频散曲线与数值仿真模拟和现场实测的频散曲线作了对比,结果表明:在f-k域内,有限元-解析法能有效地计算R波在层状地基中的频散曲线。     

考虑径向非匀质性的层状地基中单桩动力阻抗研究

采用考虑桩周土的非匀质性的Novak薄层法计算桩土相互作用的方法,对考虑径向非匀质性的层状地基土中端承桩竖向动力阻抗的简化计算方法进行研究,得到相应的计算公式。分析桩周土非匀质性、泊松比、振动频率等因素对单桩竖向动力阻抗的影响。分析结果表明,考虑径向非匀质层状地基土的阻抗实部随频率的提高而增大,但增大的幅度不大,阻抗虚部也随频率提高而增大,且增大的幅度较大;非匀质区与匀质区土的剪切模量比对桩的竖向动力阻抗实部基本无影响;单桩竖向动力阻抗随非匀质土区域范围减小而增大;单桩竖向动力阻抗实部随土的泊松比增大而减小。     

土钉支护面层受力探讨

土钉墙面层受不受力一直存在着争议。根据规程可知土钉面层不受力,所以喷射混凝土面层一般按构造进行设计。但实际上土钉墙面层土压力对基坑变形及墙体的应力分布有重要影响,特别是在软弱土地层深基坑中,面层受力较大。在提出有效下滑力概念的前提下,并结合增量法,对滑楔平衡法进行了改进。通过这种复合型算法计算得出土钉面层是受力的,并和实测值进行了比较,结果表明这种计算方法贴近实际情况。     

复杂介质中瑞雷面波最大模频散特征分析及实验研究

目前,对瑞雷面波的正反演理论、基阶频散特征的应用研究等都是基于水平层状介质.但实际地层大多为横向不均匀的复杂介质,如城市地铁隧道、地下停车场等城市地下空间.近几年多道面波分析(MASW)技术在国内外已经有了许多应用实例,但该技术在复杂介质中的应用效果并不理想,同时还缺少大量的理论和实验研究.本文通过对比水平层状介质和复...     

饱和土沉积谷场地对平面Rayleigh波的散射

把沉积谷软土场地用饱和多孔介质的Biot动力学理论模拟,周围的场地用单相介质弹性动力学理论模拟,利用波函数展开法,给出具有饱和土沉积层的沉积谷对Rayleigh波散射问题的解析解。通过数值计算,分析了入射波波长、沉积谷的高宽比、沉积层的软硬(利用波速描述其软硬)对地面运动的影响。     

基于深反射数据的多道面波成像揭示申扎裂谷浅层S波速度结构

青藏高原普遍发育的南北向裂谷对认识青藏高原陆内造山过程和变形机制,探讨岩浆活动、成矿成藏机制具有重要的意义。位于青藏高原南部的申扎裂谷,发育在班公—怒江缝合带和雅江缝合带之间,垂直切割了冈底斯成矿带。本文针对申扎裂谷地震波信号弱、干扰强、频率变化大的特点,利用多道面波成像方法处理申扎裂谷及其邻区的81 km深地震反射剖面数据,获得了高质量的S波速度剖面。结合已有地质、地球物理资料对S波速度结构进行解释,重点研究了申扎地区的沉积层厚度以及S波高速异常特征,探讨了申扎裂谷的延伸情况,分析了浅部矿产分布与断裂的关系,讨论了热泉形成的可能成因,获得以下认识：申扎裂谷处的沉积厚度约1000 m;在剖面0～30 km范围下方1000 m以下有成矿潜力;热泉的存在印证了高温岩体的存在,为热液成矿提供了证据。     

土层等效剪切波速与平均剪切波速对比分析

通过简化的理论推导与实例分析，比较了太原市土层平均剪切波速与等效剪切波速计算结果的差异性，提出了一般情况下Vse值总是小于Vsm值，且两者的差异性与土层的剪切波速值间的变异系数有关。     

饱和土剪切波速在基桩缺陷定量分析中的应用研究

在基桩缺陷定量分析中准确定量地描述桩土之间的相互作用是非常重要的。以黏滞阻尼器模拟桩土之间的相互作用,对6种饱和土进行了桩土相互作用模型试验和剪切波速试验。试验结果表明,可以对这些饱和土在土剪切波速与阻尼系数之间建立一致的相关关系。同样依据试验结果分析了试验阻尼系数和理论值的差别,得到了以剪切波速的函数表示的理论值修正系数。由桩身纵向振动响应解析解利用正交试验方法分析了阻尼系数、瞬态冲击力的脉冲宽度和幅值、桩弹性模量、桩密度、桩长以及桩截面积对速度波衰减过程的影响,确定了阻尼系数是影响速度波衰减的唯一显著因素,得到了速度波沿桩身的衰减规律。进而结合土剪切波速与阻尼系数之间的相关关系和桩身缺陷处的能量分配特性建立了利用土剪切波速和桩顶速度响应进行基桩缺陷定量分析的关系式。根据建立的关系式分析了利用剪切波速确定阻尼系数所带来的误差,结果证明由剪切波速最终得到的缺陷程度相对利用试验阻尼系数得到的结果误差一般在10%以内,所以利用剪切波速确定阻尼系数是可行的。     

Features of surface modes in metamaterial layers

In this paper, we present a study of the waveguiding properties of metamaterial layers. We pay particular attention to peculiar features that have not yet been given sufficient consideration in previous publications, with an emphasis on the physical interpretation of these results. We attempt to follow the transition of waves guided by a solitary “metamaterial–vacuum” boundary (the so-called true surface wave—TSW) to modes guided by the metamaterial layer. We considered the way TSW of different types (forward, backward and degenerated) transform to the layer modes and examined the features arising in the dispersion curves. For example, “pulling” of the dispersion curve into the frequency region where TSWs do not exist separately, presence of the bend for all modes produced by backward TSWs, existence of the waves with complex conjugate propagation constants, etc.     

饱和土中桩水平振动分析

基于Biot动力固结方程,将Novak薄层法应用于饱和土介质桩土相互作用研究中。首先引入势函数对方程解耦,采用算子分解及分离变量法结合桩土耦合条件求出桩土相互作用阻抗函数。与Novak薄层法得到的单相土层水平振动阻抗系数对比,阐明了两解之间的关系。通过参数分析,表明渗透系数及桩土模量比、桩长径比对单桩水平、摇摆及水平–摇摆耦合振动阻抗有一定影响。     

土质层状地基与相应桩端持力层极限承载力差异性研究

本文研究与比较了土质地基中地基极限承载力和相应桩端持力层极限承载力两者在概念、破坏模式、假设条件等方面的不同,并基于Meyerhof极限承载力破坏模式,讨论并提出了土质层状地基极限承载力与相应桩端持力层极限承载力破坏模式;指出了两者的本质差异,并对影响极限端承力发挥的若干情况进行了讨论,得出若干结论,对具体工程勘察设计具借鉴意义。