基于非局部孔隙介质理论的移动荷载作用下饱和土体的动力响应研究

发布时间：2025-08-12 18:56

　　近年来,随着我国经济的迅速发展,土木工程基础设施建设也在快速的发展中。基础在动载作用下的动力响应是基础设计的关键;例如,高速列车运行中引起的地基动力响应、高压输油管道的动力响应问题等。针对地基的动力响应问题,国内外很多学者采用经典Biot理论进行研究,但是经典的Biot理论仅仅将孔隙率作为影响饱和孔隙介质力学性质的因素而忽略了孔隙尺寸效应对饱和孔隙介质中动力特性的影响。因此,本文基于非局部孔隙介质理论,针对移动荷载作用下产生的表面波的传播特性及移动荷载作用下饱和土体的动力响应问题做了以下研究:研究了移动荷载作用下产生的表面波在饱和土体中的传播特性。详细分析了非局部参数对瑞利波在饱和土体中传播特性的影响以及瑞利波的衰减特性。研究表明:非局部参数对瑞利波波速和位移场的影响随响应频率的增大而逐渐增强;非局部参数对瑞利波的能量贡献分布影响较小,瑞利波的能量主要由剪切波提供。利用Fourier变换及逆变换结合数值积分方法,求解了移动点荷载作用下饱和土体的动力响应,详细分析了波数域及空间域内非局部参数和点荷载移动速度对位移响应的影响,以及非局部参数和渗透系数对孔压响应的影响。研究表明:非局部参数对位...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1(a)瑞利波波速和剪切波波速随频率变化对比图

图2-1(a)瑞利波波速和剪切波波速随频率变化对比图图2-1(b)不同非局部参数下，瑞利波波速随频率的变化曲线Fig.2-1(a)ComparisonofthevelocityoftheRayleighwave(vR)andtheshearwave....

图2-2快波、慢波和剪切波对瑞利波的能量贡献分布图：(a)=0m；(b)=0.005m

快波、慢波和剪切波对瑞利波的能量贡献分布图。由图2-2(a)可知，剪切波的能量贡献比始终高于快波和慢波。在低频范围内，慢波对瑞利波的能量贡献非常小，所以在实际工程中，为了研究方便可以将其忽略。但随着频率的增大，慢波的能量贡献比逐渐增大，在高频范围内，不可将其忽略。由图2-2(b....

图2-3不同非局部参数下，耗散角随频率的变化曲线

图2-3不同非局部参数下，耗散角随频率的变化曲线。3Lossangleversusfrequencyforvariousnonlocalpar波的衰减特性，图2-3给出了不同非局部参数下图2-3可知，在低频范围内，非局部参数对耗

图2-4频率f=10HZ时，不同深度处质点的运动轨迹：(a) =0m(b) =0.005m频率f=3kHZ时，不同深度处质点的运动轨迹：(c) =0m(d) =0.005mFig.2-4DisplacementfieldsoftheRayleighwave.(BoththedisplacementcomponentsuxanduzarenormalizedtoA3.RistheRayleighwavelength.Allcentersoftheellipsesaremovedto(0,0)).

13-4频率f=10HZ时，不同深度处质点的运动轨迹：(a) =0m(b) =0.005mf=3kHZ时，不同深度处质点的运动轨迹：(c) =0m(d) =0.005m2-4DisplacementfieldsoftheRayleigh....

本文编号：4058986