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饱和土中任意排列的排桩屏障对平面P波的多重散射研究
| 论文题名： | 饱和土中任意排列的排桩屏障对平面P波的多重散射研究 |
| 关键词： | 饱和土;多重散射;隔振效果;平面P波;排桩屏障;城市轨道交通 |
| 摘要： | 随着我国经济高速发展，城市轨道交通建设需求日益增大，特别是近几年，由地铁、高铁等轨道交通建设和使用，带来的环境振动污染问题也越来越突出。采用隔振屏障是治理该环境振动污染的有效措施，以排桩为代表的非连续屏障在实际工程中已取得较好的屏蔽效果。以往关于排桩屏障对弹性波的散射问题研究，多集中在单重散射的假设，而忽略了多重散射对屏障中弹性波相干散射现象的影响，其次将桩周土介质假设为单相弹性介质，显然与软土地区的饱和土体介质不相符，饱和土体需要考虑流体的动力响应影响。基于此本文对饱和土中任意排列的排桩屏障对P波多重散射进行了理论求解，并采用算例分析了影响屏障隔振效果的因素，以期能得到饱和土中排桩屏障理论体系，并最终为工程应用提供设计依据。 本文所做的主要工作如下: 1.基于Biot饱和土理论、声学和电磁学的多重散理论、波函数展开法等，建立任意排列、任意半径圆柱形散射体对P波散射的分析模型。根据不同桩体与土体的边界条件，求得散射系数。 2.求解了散射体为圆柱形空腔时，饱和土中P波散射的散射波场。根据空腔与土体的应力与位移边界条件，求得散射系数。通过具体算例绘制了饱和土中无量纲位移随空腔排间距变化的等高线图、随桩间距变化的三维网格图、随桩数量变化的曲线图，以及布置方式不同的等高线图。通过无量纲位移的变化情况，分析屏障隔振的效果。 3.求解了散射体为弹性桩时，饱和土中P波散射的散射波场。根据弹性桩与土体的应力与位移条件，求得的散射系数，通过具体算例分析了主要参数如排间距、桩间距、桩土剪切模量、桩数、布置方式等对隔振效果的影响。 4.基于Graf加法定理，通过将其余散射体的散射波场坐标系转化到目标散射体坐标系，推导了饱和土中任意排列排桩屏障对P波的多重散射理论公式，求得多重散射的复系数，并进行了算例分析。将排桩具体化为弹性桩，研究了散射重数、排间距、桩间距、桩数、布置方式等参数对隔振效果的影响。 |
| 作者： | 谭照芳 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张世民;孙苗苗 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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