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分层地基中环境微振动的衰减特性

作　者: 周仁义
导　师: 黄茂松
学　校: 同济大学
专　业: 岩土工程
关键词: 瑞利波分层地基弥散曲线衰减曲线位移时程曲线环境振动
分类号: TU435
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

本论文主要考虑的是分层地基中环境微振动的随深度的衰减特性。在层状地基中存在多种形式的波,虽然不同的波在不同考察点所占的能量不一样,但在层状地基表面无论介质受到的是稳态荷载还是瞬态荷载,瑞利波总占能量的主要部分。并且随距离的增加其衰减又比其他波慢,因此瑞利波随深度的衰减特性是最值得研究的。本文关于瑞利面波在分层地基的频散特性及瑞利波在分层地基中的衰减特性的研究正是在这种背景下提出来的。主要研究内容如下: 1.本文将在Matlab的平台上,讨论了解析法和有限元—解析法计算瑞利波弥散曲线的适用性。对工程中常见地基中瑞利波的弥散曲线进行了计算和分析,并绘制Rayleigh波的波速在波长变化下的频散曲线。探讨其中可能存在的规律。 2.对于分层地基中的瑞利波随深度衰减规律做了探讨,编制了分层地基的瑞利波衰减程序,并且将程序的计算结果和工程实例进行了对比,得到了一些有价值的结论。 3.通过Matlab编程的手段,利用富里埃变换,就可以根据地表上实测的位移时程曲线得到分层地基地表下的位移时程曲线,并且通过比较得到了衰减的特性,最后总结了该方法的优点。

全文目录

第1章绪论  10-14
  1．1 环境微振动在土体介质中的传播与Rayleigh波  10
  1．2 成层地基中瑞利波的传播及随深度衰减特性  10-11
  1．3 课题的介绍  11-13
    1．3．1 本课题的工程背景  11-12
    1．3．2 本课题解决的思路  12-13
    1．3．3 本课题解决的技术手段  13
  1．4 本论文的主要内容  13-14
第2章分层地基中瑞利波特征方程的求解方法  14-41
  2．1 弹性半空间中的Rayleigh波  14-19
    2．1．1 理论推导  14-17
    2．1．2 瑞利波的位移  17-19
  2．2 层状弹性半空间中的Rayleigh波  19-33
    2．2．1 解析法  19-22
    2．2．2 解析法的改进  22-26
    2．2．3 有限元-解析法  26-33
      2．2．3．1 有限元--解析法的基本原理  26-27
      2．2．3．2 有限元--解析法的公式推导  27-28
      2．2．3．3 有限单元的刚度推导  28-30
      2．2．3．4 半无限单元刚度矩阵的推导  30-31
      2．2．3．5 特征方程的建立  31-33
  2．3 分层地基中瑞利波的弥散特性分析  33-41
    2．3．1 上软下硬地基中瑞利波的弥散性  33-36
      2．3．1．1 两层上软下硬地基中瑞利波的弥散性  33-34
      2．3．1．2 十七层上软下硬地基中瑞利波的弥散性  34-36
    2．3．2 上硬下软地基中瑞利波的弥散性  36-37
    2．3．3 有夹层地基中瑞利波的弥散性  37-40
      2．3．3．1 V_(s2)＜V_(s1)＜V_(s3)  37-38
      2．3．3．2 V_(s2)＜V_(s3)＜V_(s1)  38-39
      2．3．3．3 V_(s1)＜V_(s3)＜V_(s2)  39-40
    2．3．4 小结  40-41
第3章成层地基中瑞利波的衰减特性  41-52
  3．1 引言  41
  3．2 成层地基中的瑞利波  41-43
  3．3 衰减曲线的计算与实例分析  43-49
    3．3．1 两层上软下硬地基  43-44
    3．3．2 光源工程分层地基  44-49
  3．4 特殊土层的衰减曲线分析  49-51
  3．5 结论  51-52
第4章任意深度环境微振动的位移时程曲线  52-72
  4．1 引言  52
  4．2 任意深度位移时程曲线的确定方法  52-54
  4．3 计算结果比较分析  54-64
    4．3．1 富里埃变换后不同深度的幅频曲线  54-59
      4．3．1．1 垂直方向位移的幅频曲线  54-56
      4．3．1．2 水平方向位移的幅频曲线  56-58
      4．3．1．3 结论  58-59
    4．3．2 富里埃反变换后不同深度的位移时程曲线  59-64
      4．3．2．1 垂直方向位移时程曲线  59-61
      4．3．2．2 水平方向位移时程曲线  61-64
      4．3．2．3 结论  64
  4．4 不同方法处理后的位移时程曲线  64-71
  4．5 结论  71-72
第5章研究结论及进一步研究的构想  72-74
  5．1 本文研究结论  72-73
    5．1．1 分层地基中瑞利波衰减特性的研究得出以下主要结论  72
    5．1．2 分层地基中不同深度位移时程曲线特性的研究得出以下主要结论  72-73
  5．2 需要继续研究和探讨的问题  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-77
附录符号表  77-78
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果  78

分层地基中环境微振动的衰减特性

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