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饱水介质中的Rayleigh波传播及地下水研究

杨德龙  
【摘要】:饱和多孔介质中波的传播是岩土地震工程中的重要问题,而这其中,由于Rayleigh面波具有传播距离远,衰减慢的特点,其对距震中较远地区的土层影响最大,所以在本文中主要探讨Rayleigh面波对饱和土层的作用,以及地下水位动力反应分析。现将本文的主要工作简单介绍如下: (1)本文第一部分主要系统地介绍了饱和土动力模型。饱和土动力模型可以归结为:土力学模型、Biot模型以及门福录模型,本部分重点介绍了三种模型的主要表达形式,以及三种模型之间的异同,对三种模型的适用条件作了相应的探讨。 (2)本文第二部分主要分析了饱和土的Rayleigh面波反应,本文选用饱和土土力学模型,运用势函数的方法推导出饱和土固相和液相的位移及应力势函数表达式。进一步根据不同的边界条件推导出相对应的Rayleigh波方程,并讨论了该情况下Rayleigh波方程解的情况,在此理论分析的基础之上,给出相应实例,以进一步讨论Rayleigh波对饱和土层位移及应力的影响。实例研究表明,Rayleigh波作用下的饱和土层,其存在较大的液化可能性。而将四种具体边界条件下的结果相比较可知,在相同上覆荷载条件下,透水情况下场地液化的可能性小于不透水场地;而在相同透水条件下,具有上覆荷载时,其液化可能性较大。 (3)本文第三部分主要总结了近年来由地下水位变化反演含水层应力变化的三种方法:通过含水层水文地质参数反演;通过水井含水层的固体潮效应反演以及通过水井含水层的气压效应反演。本文分别给出三种方法的物理机制、推导过程和理论依据,而且分析了三种方法的优缺点以及所需要改进的地方。在以上分析基础之上,本文采用其反演方法对上半部分的饱和土层


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