层状非均质饱和土层波动响应研究
2014-03-13黄明汉张卫平张文忠
中国港湾建设 2014年4期
黄明汉,张卫平,张文忠
(1.天津大学 建筑工程学院,天津 300072;2.中交天津港湾工程研究院有限公司,中国交建海岸工程水动力重点实验室,天津 300222;3.大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁 大连 116024)
在土层的地震反应研究中,多数研究将土介质简化为单相弹性介质,而不考虑土介质与其中流体间的相互耦合作用[1-2]。而随着近岸建筑以及海洋平台等工程的修建,考虑到结构物基础位于饱和沉积土层,饱和地层中地震波的传播情况与单相介质中情况有很大不同,简化的单相弹性介质波动理论难以准确描述两相饱和孔隙介质中波的传播现象。已有的研究资料表明,对沿海的软土地基中的地震剪切响应,由于孔隙水压对土的波动响应有很大影响,因此须把地基土处理成两相饱和介质以更接近于工程实际[3]。自Biot[4]建立了两相饱和多孔介质波动理论以来,许多学者应用该理论对饱和土中地震波传播特性做了很多相关研究[5-8],得到了许多有意义的结果。
本文根据Biot两相饱和土体动力耦合理论,通过建立饱和土层的动力刚度矩阵,对从基岩入射地震波作用下的饱和层状土层进行研究,对土体参数对波动响应的影响进行了详细数值研究。考虑到在实际工程实践中,基岩覆盖土层极少为理想均质土层,尤其是在海洋沉积性土层中土层分层比较明显,因此本文重点针对各种非均质土层下的波动响应的规律进行了对比分析,得出一些结论可供实际工程应用参考。……
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