SH波作用下半圆形凸起地形内波函数的求解

采用“分区”的思想，利用复变函数和傅氏展开的方法提出了求解SH波作用下半圆形凸起地形内波函数的一种方法，给出了满足半圆形凸起地形边界条件的波函数形式，从而为进一步讨论凸起地形对SH波的散射问题奠定基础。     

SH波入射凹陷半球形谷地的数值分析

以半球形沉积谷地对入射平面SH波的放大作用作为算例,提出一种研究地震波斜入射时三维土体动力反应的数值计算方法,求得了地表一些点的位移响应和不同频率下的谱放大系数,以供参考。     

饱和层状场地中任意凹陷地形对入射P波的散射

采用Biot理论的基本模型,利用间接边界元方法在频域内求解了层状饱和场地中任意凹陷地形对入射P波的散射。利用精确的土层动力刚度矩阵进行自由场反应分析,求得假想边界上各点的位移和各单元的应力响应;同样计算虚拟分布荷载的格林影响函数,求得位移和应力响应;根据边界条件确定虚拟分布荷载,最终得到问题的解答。结果可退化为干土结果并进行了对比。通过算例,研究了饱和层状场地中凹陷地形入射P波的散射,并与相应干土结果进行了对比。研究表明:入射角度、入射频率和参数b对层状饱和场地的地表位移均有重要影响,与相应干土场地结果差别显著。说明了层状模型的合理性,以及利用层状模型分析的必要性。     

SH波作用下饱和地基表面刚性圆形基础扭转振动分析

利用半解析的方法研究了饱和地基表面刚性圆形基础在倾斜入射SH波作用下的扭转振动问题。假设基础以下为Biot波动方程描述的饱和半空间,通过Hankel变换把Biot波动方程转化为常微分方程进行求解。将土体中的波场划分为自由波场、刚体散射波场及辐射散射波场三部分。根据土体中波场的划分,结合基础与饱和半空间接触面的混合边值条件,建立两组描述刚性圆形基础扭转振动的对偶积分方程并用Nobel变换方法将其化为第二类Fredholm积分方程。通过求解Fredholm积分方程并结合基础刚体动力平衡方程,求得了基础在SH波作用下的扭转振动表达式。最终通过数值算例分析了波动频率、入射角度,基础扭转惯性矩以及饱和土体参数等对基础扭转振动的影响。     

吸收边界条件下平面SH波散射的数值模拟

建立了在无限区域内求解任意形状散射体对SH波散射的数值模拟方法。采用一种新的吸收边界条件对Sommerfeld辐射条件进行近似，这种吸收边界条件具有解耦特性，不但简化了计算，且近似程度较高。数值计算结果与解析结果的比较表明了此方法具有良好的吸收效果。     

凸起地形中半圆形衬砌隧道对SH波的散射解析解

根据弹性波动理论,结合分区和契合思想,利用傅里叶级数展开法,由连续性条件和自由地表边界条件,求得了凸起地形中衬砌隧道对SH波散射的解析解。通过研究半圆形山岭衬砌隧道对SH波散射的影响,得到的计算结果表明:对于软性和硬性衬砌隧道而言,凸起地形对地震波有明显的放大作用,当入射频率增大时,地表位移幅值也增大,这种现象在凸起地形范围内尤为明显;当入射频率较低时,位移幅值在凸起地形附近变化明显。与此同时,刚性衬砌表面的动应力集中现象尤为显著。除此以外,结果还表明动力反应特征主要影响因素包括入射波角度、入射波频率及衬砌材料属性等。     

简谐SH波作用下管桩的振动特性

在一维波动模型的基础上得到了简谐SH波作用下桩周土和桩芯土的位移。在三维轴对称的情况下,运用势函数和分离变量法求解了简谐水平集中荷载和SH波引起的管桩桩周土和桩芯土的振动问题,得到了桩周土和桩芯土的径向位移和环向位移。考虑管桩土动力相互作用和管桩土的连续性边界条件对简谐水平集中荷载和SH波作用下管桩的振动进行了研究,得到了管桩桩顶的动力放大因子。通过数值算例分析可知,简谐SH波作用下管桩存在共振现象;管桩管壁过薄宜导致桩基失稳;相同外径情况下采用管桩要比实芯桩的抗震性能更好。     

TI层状场地中单桩对入射SH波的响应分析

采用横观各向同性(以下简称TI)层状弹性体模型模拟半空间之上的层状场地，用梁单元模拟桩的运动。结合单桩的动力阻抗函数和TI自由场地在入射SH波下的响应，建立了TI层状场地中单桩对入射SH波响应的计算模型。研究了入射SH波作用下单桩沿桩身的剪力和弯距分布，表明场地中单桩在地震作用下也可能破坏，应当引起重视。     

地下任意形状洞室对SH波的散射

采用沿边界离散的数值方法,研究了任意形状洞室对平面SH波的散射问题。数值结果表明,地下洞室对附近地面运动具有显著的放大作用。     

弹性介质中平面SH波通过弹性夹层时的传播特性

运用波的传播理论及Snell定律研究了平面SH波通过弹性层状介质时的传播特性，求得波动方程的解析解，在此基础上，利用数值计算绘出了反射，透射系数与介质参数及入射角的关系曲线。结果表明，透射系数不仅与介质参数有关，介质与夹层厚度和入射角有关，严格控制夹层厚度和入射角可获得满意的隔振效果，为屏障隔振理论在工程中的应用提供了理论基础。     

多层土粘弹性边界的二维斜入射SH波时域输入

采用不同人工边界区分区确定人工边界非外行波场,然后根据波动传播特点、应力状态及其自由地表反射规律和应力状态变换在时域下解析计算边界荷载,算例表明,斜入射输入技术简单、高效且模拟精度高。     

基于形状系数基坑开挖引起的土体位移场研究

基坑开挖引起的地表沉降和围护结构变形是影响地下铁道快速安全施工的重要因素,而目前基坑周边土体位移场多采用经验方法来确定,缺乏简单准确的理论计算方法.基于形状系数概念,采用理论推导的方法,通过源—汇理论求出基坑开挖产生的任意点处位移,用开挖面形状系数和开挖面位移来表征基坑周边土体位移场公式,形状系数的大小只与基坑开挖...     

用数字图像相关分析测量砂土的位移场

砂土是一种无凝聚力,抗压强度低的离散体,它具有非连续性、非线性。随机性等特征,这些特征给其位移场的计算和测试分析带来一定的困难,传统的教科书中大多将其视为连续体,按线弹性方法来作挖计算。近年来不少学者从事离散体的力学实验分析,大多３要用逐点分析方法,很难了解到研究范围内应力、位移分布情况（即应力场和位移场）。文章采用数字图像相关分析方法,对砂土受均布荷载作用的全场位移测量方法已有广泛应用,而用于土     

空沟对SH波隔离效果的理论解答

借助复变函数的保角映射方法将有限长度的空沟映射变换为单位圆,根据空沟四周完全自由的边界条件,运用波动函数展开法得到了空沟对SH波隔离的理论解答。引入位移比值(屏障后某点由入射和散射弹性波产生的总位移与入射弹性波单独产生的位移之比),计算了沟宽0.4 m、沟长分别为3.0 m、4.0 m、5.0 m和6.0 m共4条空沟的位移比值,通过比较发现:随着空沟长度的增加(由3.0 m增加到5.0 m),最佳隔振效果明显提高,区域明显增大;当空沟长度超过一定值(5.0 m)后,最佳隔振效果基本不变,而有效隔振区域由中间向两侧扩展。最后对比了空沟和单排空心管桩的隔振效果,结果表明:空沟的最佳隔振效果高于单排空心管桩,空沟的最佳隔振区域在屏障后靠近屏障的一定区域内,而单排空心管桩的最佳隔振区域在屏障后远离屏障的一定区域内。     

边坡位移矢量场与失稳定时预报试验研究

 以1985 年6 月12 日凌晨长江三峡新滩滑坡为例进行了工程地质力学白光散斑模型试验, 用白光散斑照相技术和自动记录仪测量模型表面的位移矢量场, 模型试验过程为1 420m in, 破坏前位移量为21. 20mm。依据位移2时间相关关系和边坡模型滑面的抗剪强度,分别用斋藤法、灰色系统预测理论和有限单元法进行了中长期定时预报, 预报的失稳时间分别为1 395, 1 435 和1 415m in, 与试验模型实际破坏的时间基本一致。     

两平行的任意形状洞室围岩位移场解析法研究及其在位移反分析中的应用

 利用Schw arz 交替法, 得到了任意次迭代后两任意形状洞室的围岩位移场, 通过精度分析发现: 20 次迭代后的位移结果精度非常高。初步探讨了两洞室位移反分析的应用, 并得到了高精度的反演结果。     

利用图象序列测量土工模型位移场的数学模型

建立了利用图象序列测量土工模型位移场的数学模型,并对测量过程的数学描述方法和测量方法中识别函数的几何意义进行研究。结合平面位移场测量问题,给出了实际位移与图象位移之间的关系式及成立条件。     

圆弧状沉积谷地在平面SH波入射下的动力响应

针对圆弧状沉积谷地对平面SH波的二维散射问题,曾有学者提出一种闭合形式的解析解,将波的散射问题转化为一无穷维代数方程组求解,但较高的入射波频率会导致该方程组的系数矩阵病态,从而限制了该解析解适用的频带范围。沿用这种闭合式的解析解的求解思路,并通过选择坐标系避免了线性方程组的求解,散射波函数的待定系数具有明确的解析表达式,因此在一个非常宽的频带范围内给出了该散射问题的解析解,并探讨了入射波与谷地特性对地面运动的影响。     

河谷形态对平面SH波散射的影响

本文利用文献[1]中提出的有限元与无穷元耦合模型及波输入方法,讨论了河谷形态对平面SH波散射的影响。结果表明:河谷的宽高比L/H及其断面形态对平面SH波散射有明显的影响。这一影响对狭窄河谷在较高频率的谐波水平入射的情况下更为显著。这一结果对地震时峡谷自由场运动分布规律的研究有一定意义。