非饱和土地基中Rayleigh波的弥散特性研究

摘要

地球表面绝大部分土层并非处于完全饱和状态,故采用传统的饱和土两相介质理论进行动力学分析时,计算结果往往与实际情况不符.针对这一客观问题,本项目拟以非饱和土为研究对象,在三相孔隙介质波动理论的基础上开展了非饱和土体半空间中Rayleigh波的弥散特性研究.分别考虑了两种不同的边界条件:(a)不透水不透气地基边界,(b)透水透气地基边界.根据边界条件及相关的本构关系式,推导出相应Rayleigh波的弥散方程,再通过Newton-Raphson法进行数值求解.最后讨论了在不同边界条件下,非饱和土地基表面附近Rayleigh波的弥散特性受到地基土饱和度和频率变化的影响.计算结果表明:两种边界条件下,不同频率的Rayleigh波的传播均受到地基土饱和度变化的影响.