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摘要
基于Biot饱和多孔介质理论,推导了层状横观各向同性(TI)饱和场地中三维点源动力格林函数。首先采用周向Fourier级数展开结合径向Hankel变换求解了TI饱和介质的波动方程,进而引入平面内和平面外的精确动力刚度矩阵,利用直接刚度法求得了集中荷载作用下层状TI饱和场地的动力响应。文中通过与各向同性饱和场地结果的比较验证了方法的正确性,并进行了数值计算分析,重点讨论了介质的各向异性对动力格林函数的影响。结果表明:TI饱和场地的动力响应与各向同性介质情况差异显著,且介质的TI参数对动力响应有重要影响;此外,TI参数对地表位移幅值大小以及空间分布的影响依赖于荷载类型和荷载频率。本文所给格林函数构成了TI饱和介质的边界型方法的一组完备基本解,为后续建立边界型数值方法进而求解层状TI饱和场地中三维不规则地形对弹性波散射以及饱和土-结构动力相互作用等问题奠定了基础。
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单位水利工程仿真与安全国家重点实验室; 天津大学
