多荷载下饱和地基动力响应的2.5维有限元研究

摘要

根据Biot饱和多孔介质U-W格式(U为土骨架位移,W为孔隙流体位移)动力控制方程,结合Galerkin法和Fourier变换,推导得出饱和土体2.5维有限元方程及粘弹性人工边界.通过编制相应程序,研究两组相向移动点荷载作用下饱和地基表面的位移动力响应,以模拟铁路会车时地基中的振动情况,由快速Fourier变换(FFT)可获得空间域中的数值解.算例重点分析两组相向移动荷载的分布距离、交会时间和自振频率对饱和地基表面位移响应的影响.结果表明:两组荷载逐渐接近时,彼此引起的位移响应会在空间耦合,位移响应增大,并可带动更大范围的孔隙流体和土颗粒振动;另外,相比于移动常荷载,两组移动简谐荷载会进一步加剧孔隙流体和土颗粒的耦合效应.