分享到:

准饱和土地基中瑞利波的传播特性

天然土体是一种多组分相的介质,其中固体土颗粒形成土的骨架,颗粒的空隙则被液体(水、油等)与气体组分所充填,故天然土体严格来说是一种非饱和土。当孔隙中不含气体组分,完全被液体充满的土称为饱和土。准饱和土通常是指孔隙中含有水和少量空气的非饱和土[1]。事实上在近地表地下水位经常波动的地方,都会有以不完全饱和状态存在的土体,而在实际工程中,有相当数量的结构是建在准饱和土之中或之上的。面波法(即SASW法)是利用面波(如Rayleigh面波,Love面波)的弥散特性通过分析现场测试结果来反演土层参数的一种方法,具有快速测试及费用低等优点,越来越被工程界重视,尤其近年来用于软土地区高速公路地基加固效果检测取得了良好的效果。以往仅是对弹性单一介质情况瑞利波法进行研究,而对二相介质情况研究较少(如饱和土)[2,3],对准饱和土中的面波法研究还属于新课题。而实验研究表明,气体对非饱和土或准饱和土中波的传播有不可忽略的影响[4],本文基于Biot...  (本文共4页) 阅读全文>>

南昌大学
南昌大学

基于周期结构理论的隧道结构振动特性研究

随着中国铁路建设和城市轨道交通的迅猛发展,隧道结构的振动问题越来越受到关注。本文基于周期结构理论以及饱和土体Biot理论,从周期结构振动能量带的分析、外部激励引起周期结构的振动与传播等方面,开展周期性隧道结构的振动特性分析。主要包括以下几点内容:将隧道衬砌视为薄壁圆柱壳,对圆柱壳体的振动特性进行分析,分析过程中考虑周期性等厚度圆柱壳体和变厚度圆柱壳体两种情况,研究其能带特性。对于周期性等厚度圆柱壳体,采用Love壳体理论,建立圆形隧道的轴对称波动微分方程,利用传递矩阵法建立了相邻胞元间的传递矩阵,推导了周期性圆柱壳体各胞元环径向轴对称波动动态刚度矩阵;对于变厚度圆柱壳体采用Hamilton原理推导出了圆柱壳体的传递矩阵,通过精细积分法,计算出传递矩阵的特征值,分别研究了两种变截面(指数函数、线性函数)圆柱壳体中的传播特性。研究结果表明,周期性圆柱壳体和圆柱壳体的截面尺寸变化对振动波的传播均有一定的影响。考虑隧道结构与土体的相互作...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

《江南大学学报(自然科学版)》2007年01期
江南大学学报(自然科学版)

准饱和土中的瑞利波弥散特性

由于自由边界的作用,在均质半空间弹性介质中,存在由于P波和S波的干涉而产生的一种表面波,即瑞利波.自Biot[1]1956年建立了多孔介质动力模型以来,多位学者采用了两相耦合介质模型研究饱和土介质中的波的传播,对于瑞利波弥散性的研究取得了重要进展.夏唐代[2]、陈龙珠[3]在1998年推导了饱和土中的瑞利波特征方程,并详细阐述了饱和土中瑞利波的弥散特性.以上理论均基于土体为单相介质或两相饱和介质的假设,忽略了土体中气体的影响.然而,天然土体是固、液、气三相组成的复杂集合体,土体骨架之间的孔隙中或多或少地含有气体,故天然土体严格地说是一种非饱和土,工程上更为常见的是准饱和土,即孔隙中含有少量气泡,且气泡为液体所包围[4].Richart[5]、Bardet[6]用实验表明了土中的气体对波的传播有显著的影响,杨峻等[7]的研究成果也证实了微量气体对准饱和土中的压缩波有较大影响.然而,对非饱和土或准饱和土中瑞利波的研究却很少.文中基于...  (本文共5页) 阅读全文>>

《岩土工程学报》1970年10期
岩土工程学报

关于“波在饱和土中传播的若干问题”一文的讨论

关于“波在饱和土中传播的若干问题”一文的讨论陈龙珠黄秋菊(浙江大学结构理论与工程研究所,杭州,310027)《岩土工程学报》1995年第6期刊登的“波在饱和土中传播的若干问题”一文(以下简称“原文”),在饱和土波动方程的合理形式、P波定义及其在一维振动解中的作用等基本理论方面提出了不少新见解。笔者认为,对原文及其论点作进一步的考证和商榷无疑都是有学术价值的。1关于饱和土的运动方程在原文所采用的饱和土运动方程式(1-1)和式(4-1)中,其等号右边项的物理含义是显而易见的,即ρ12ut2代表单位体积饱和土中骨架所受到的惯性力,bt(u-U)应是单位体积饱和土中孔隙水渗流作用到土骨架上的动水力,其值与孔隙水受到的渗流阻力大小相等而方向相反。根据土力学理论[1],单位体积饱和土中孔隙水受到的渗流阻力可表示成ρfgv/k,其中v是相对于土骨架的渗流速度,其值是关于土体渗流截面的总面积平均计算的。因此,v可用骨架和孔隙水的位移矢...  (本文共3页) 阅读全文>>

《岩土工程学报》1950年60期
岩土工程学报

波在饱和土中传播的若干问题

波在饱和土中传播的若干问题王立忠,吴世明(浙江大学岩土工程研究所,杭州,310027)文摘从Biot理论和混合物理论的一致性出发,提出了饱和土中波传播一些有别于国内外学者的看法。包括对Biot理论的理解,水相运动方程的描述,饱和土中P波的定义,及Bardet饱和土粘弹性模型的缺陷等。关键词饱和土,波传播,模型1Biot理论和混合物理论的一致性关于饱和土中波的传播研究始于Biot(1956,1957) ̄[1,2]。Vardoulakis和Beskoes(1986)曾在这方面作过总结 ̄[3]。所谓Biot理论我们是指Biot发表的两篇文章,随后Biot(1962) ̄[4]发表了这些基本方程的简化式,但并不改变原理论。在Biot模型中作用于一个单元体积上的平均应力被定义为作用于固体和流体上的力的总和除以面积。单元内的势能表示为应变分量的二次函数,固体和流体中速度的交叉乘积产生一个不明显的质量耦合项。忽略该质量耦合项,Biot理论的运动...  (本文共7页) 阅读全文>>

《浙江大学学报(自然科学版)》1988年06期
浙江大学学报(自然科学版)

用波速法测定饱和土的孔隙率和容重

O前台- 孔隙率和容重是天然土层重要的物理性质指标,每项工程设计之前均要进行测定。目前常用的测试方法基本上可分成两大类:对于不易扰动的土,在现场取样后由室内试验方法测定;对易扰动的土,如砂类土、灵敏粘性土以及海底沉积土等,用上述方法测定孔隙率和容重往往比较困难,工程实践中大多根据其它现场试验(如触探)资料由经验公式或曲线来估算。’可见,探讨土层(尤其是易扰动土)孔隙率和容重的测定方法仍不失有一定的工程实用意义。 近几十年来,随着土动力学的迅速发展和学科的交叉,人们已提出了能方便迅速勘测地基物理力学性质的波速法,测定土层的密度也是其中的内容之一。但是,由于过去对土中弹性波(尤其对压缩波)特性的认识还不够深入,波速法大多处于经验阶段。例如,日本井上启司等先在室内测定土的压缩波速度与含水量、密度之间的关系曲线,然后根据现场土的实测波速及含水量在这种曲线上查出现场土的密度I‘J;在海洋沉积土勘测中,人们常利用由室内试验数据经相关分析而得...  (本文共7页) 阅读全文>>

《世界地质》1982年01期
世界地质

处理不饱和土的现状和问题

前言 不饱和土的问题,简单地说,在像日本这样多雨、潮湿,地基地下水位高的地方可看作特殊间题,不当作常见的问题来处理。 在日本,饱和度低的土只在筑坝填土中看到,然而这也仅在施工后由于降雨而接近于饱和状态。因此,在外国半干燥地区或者干燥地区常见的由于土吸水引起地基急剧的下沉或者由于吸湿而引起粘土膨胀这样的工程上质学上的巨大问题可以说在日本是罕见的。可是,若是泡和度稍低于100%,在土的孔隙中产生气泡而孔隙水仄为负的话,不饱和土的范围扩大,许多问题就成为不饱和土的问题。例如:作为饱和粘土的非排水强度试验所J”为利用的单轴版缩试验里也在土样中由于取样伴随应力的解除而发生负的孔隙水压。发生吸附力大导致单轴压缩强度也大。我们从经验得知,在1几燥的砂土地基以及在地一l犷水面下的砂土地基上不可能垂直地挖洞,可是砂在湿润的情况下一可以垂直切削一定的高度。这可说明处于湿润状态的砂土由于砂颗粒间产生的孔隙水吸附作用给子砂颗粒间压缩应力,结果从外观上有...  (本文共6页) 阅读全文>>