移动荷载作用下饱和土体的动力响应

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1、浙江大学硕士学位论文移动荷载作用下饱和土体的动力响应姓名：左迎辉申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：蔡袁强;徐长节20050201移动荷载作用下饱和土体的动力响应摘要移动荷载作用下上体的动力响应的研究在交通工程、地震学等领域都足重要的研究课题。本文基于Biot两相介质理论，采用傅立叶级数展开的方法刘饱和上体在移动线形荷载作用下的动力响应问题进行是了深入和系统的洲究。本文首先介绍了迄今为止对移动荷载研究的现状，结合已有文献，对移动荷载研究的方法及涉及到的问题作了介绍。然后，在前人已有工作的基础1几，进一步研究了不同饱和士体模型在移动荷载作用卜的

2、动力响应问题具中，土体模刑分别考虑了饱和半空间模型、饱和成层、Gibson地基和上覆弹性板模型，并通过数值计算讨论了一系列的实际算例，同时分析了在不同的参数取值时时土体动力响应的变化。最后，本文对进一步的工作提出了一些建议关键词:移动荷载，Biot理论，饱和半空间，饱和成层土，Gibson地基，上覆弹性板饱和土体，傅众叶级数，动力响应DynamicAnalysisofFullySaturatedSoilUnderMovingLoadABSTRACTThestudyofdynamicanalysisoffullysaturatedsoilunderm

3、ovingloadisofimportancetoseveraldisciplines,suchastrafficengineering,seismology.Inthisdissertation,asystematicstudyondynamicanalysisoffullysaturatedsoilundermovingloadisperformedonbasisofBiot'stheoryusingFourierseriesexpansion.Thisdissertationstartswithanintroductionofthisstud

4、ydiscipline.Basedontheresearchofothers,dynamicanalysisofdifferentmodelincludingfullysaturatedhalfspace,layeredsaturatedsoils,Gibsonsoilsandfullysaturatedhalfspacewithanelasticsuperstratumisconsideredundermovingload.Aparametricstudyispresentedtoillustratetheinfluencesofparamete

5、rsKeywords:movingload,Biot'stheory,fullysaturatedhalfspace,ayeredsaturatedsoils,Gibsonsoils,fullysaturatedhalfspacewithanelasticsuperstratum,Fourierseriesexpansion,dynamicresponse浙汀大学fiQ!{学位论文左迎辉2005第一章绪论1.1实际问题的提出对土体在移动荷载作用下的动力响应问题的研究在很多领域都有重要意义，如冲击波荷载、铁路工程中的列车荷载就属于移动荷载，它与其他形

6、式的荷载的差别是荷载位置随时间的变化而变化。列车的高速化是当前世界交通运输发展的趋势。随着轨道构造的改进，高速列车的速度已超过300km/h，法国的TGV列车速度已经超过了500km/h.因此，由轨道的振动所引起的周边环境的振动评价成为重要的课题。日前，对移动荷载作用下上体的动力响应已经取得了不少研究成果。但是，这些研究大多数仍是研究的单相介质下的问题，而实际上，天然土体是一种复杂的三相材料体系，其中土颗粒形成固体土骨架，骨架孔隙中为流体(一般指水)及气体所充满。三相之间物理和化学成分的不同组合将使土体具有不同的性状，可能要用不同的物理力学模型方能

7、合理地予以模拟{’·“{。当固体土骨架之间的孔隙为液相充满，则形成饱和土，它实际上是一种流体饱和多孔介质(FSPM,FluidSaturatedPorousMedia)。在实际工程中，饱和土是大量存在的}2，3}。显然，简单地将天然土体视为各向同性固体介质欠合理。另一方面，天然土体由于沉积年代的不同，总是以分层形式存在，具有很强的层理性!s.`I，不同土层之间的物理力学性质各不相同，需要采用更合理的模型来反映这种物理力学性质沿深度方向的不均匀性。目前，层状介质模型日益受到研究人员的重视与青睐}(,}0)。若同时考虑天然土体的非均质成层特性及流固两相

8、偶合特性来研究其动力响应问题，无论是从理论角度还是实际工程应用角度来看，都将具有十分重要的意义。迄今为止，对于饱和土动力响