土介质中的波PDF电子书下载

第一章 固体中弹性波的基本理论 1

1.1 弹性波的波动方程 1

1.1.1 运动方程 1

1.1.2 几何方程 3

1.1.3 虎克定律 5

1.2 无限弹性体中波的类型 7

1.2.1 各向同性弹性体 7

1.2.2 横观各向同性弹性体 10

第二章 饱和土中弹性波的基本理论 14

2.1 饱和土中弹性波的基本方程 15

2.1.1 表述一(模型一) 16

2.1.2 表述二(模型二) 18

2.1.3 表述三(模型三) 21

2.2 饱和土中的体波 23

2.2.1 一般情况 23

2.2.2 孔隙流体可以自由流动时 25

2.2.3 孔隙流体无渗流时 26

第三章 固体中弹性体波的传播特性 27

3.1 半无限弹性空间平面体波 27

3.1.1 平面体波的分类 29

3.1.2 具有自由边界的半空间中的平面体波 30

3.2.1 P波与SV波 40

3.2 两个相互接触的半空间弹性波 40

3.2.2 SH波 50

3.3 弹性体中的Lamb问题 55

3.3.1 方程建立 55

3.3.2 半空间表面竖向集中力作用下的积分变换解 58

第四章 饱和土中弹性体波的传播特性 62

4.1.1 波速和波速衰减与频率的关系 65

4.1.2 波速和波速衰减与孔隙率的关系 68

4.1.3 波速和波速衰减与渗透性的关系 71

4.1.4 波速和波速衰减与流体粘滞性的关系 72

4.2 弹性波在弹性土和饱和土界面的反射和透射 74

4.2.1 波场的势函数表示 75

4.2.2 界面透水条件对反射系数和透射系数的影响 77

4.2.3 界面透水条件、入射角和频率对波反射和透射的影响 80

4.3 弹性波在两饱和土界面的反射和折射 84

4.3.1 波场的势函数表示 85

4.3.2 反射系数和透射系数的理论算式 87

4.3.3 入射角和频率对波反射和透射的影响 89

4.4 饱和土的Lamb的问题 93

4.4.1 波动势函数 94

4.4.2 半空间表面集中力作用下的积分变换解 97

5.1.1 瑞利波方程和波速VR 99

5.1 各向同性弹性体中的瑞利波 99

第五章 半空间土介质中瑞利波的特性 99

5.1.2 瑞利波的位移 102

5.2 横观各向同性弹性体中的瑞利波 105

5.2.1 瑞利波特征方程的建立 106

5.2.2 瑞利波波VR的求解 108

5.2.3 瑞利波的位移 113

5.3 饱和土中的瑞利波 115

5.3.1 饱和土中瑞利波的弥散方程 116

5.3.2 瑞利波中各组成波的能流分布 121

5.3.3 瑞利波特性 122

第六章 成层土中瑞利波特征方程的建立和求解 135

6.1 具有表面层的半空间中的瑞利波 136

6.2 瑞利波特征方程的解析法解 139

6.2.1 特征方程的建立 141

6.2.2 特征行列式的数值计算特点 144

6.2.3 一种计算特征行列式的有效方法 146

6.3 瑞利波特征方程有限元-半无限无法的建立 150

6.3.1 有限单元 150

6.3.2 半无限单元 154

6.4 瑞利波特征方程有限元-解析法的建立 159

6.4.1 半无限层处理 159

6.3.3 特征方程建立及求解 159

6.4.2 位移计算 161

6.5 横观各向同性土中的瑞利波特征方程 162

6.5.1 矩形单元处理 162

6.5.2 半无限层处理 164

6.5.3 特征方程的建立和求解 166

第七章 成层土中的瑞利波特征 167

7.1 上软下硬地基中的瑞利波特征 167

7.1.1 上软下硬的成层地基 167

7.1.2 吉布森地基 179

7.2 上硬下软地基中的瑞利波特性 182

7.3 软夹层地基中的瑞利波特性 184

7.4 硬夹层地基中的瑞利波特性 187

7.5 横观各向同性土中的瑞利波特性 189

7.6 流体-固体介质中的瑞利波特性 194

7.6.1 运动方程 195

7.6.2 液体介质的矩阵形式 196

7.6.3 特征方程的建立和求解 198

7.6.4 算例分析 198

7.7 轴对称地基中的瑞利波特性 202

7.7.1 矩形环状单元 203

7.7.2 单元矩阵聚集 205

7.7.4 算例分析 207

7.7.3 特征方程 207

7.8 瑞利波的频散和群速度 209

第八章 瑞利波的能量分布和应用 216

8.1 瑞利波的能量分布 216

8.1.1 平面内问题 217

8.1.2 轴对称问题 222

8.2 地基动力响应计算中瑞利波的应用 229

8.2.1 平面应变问题 230

8.2.2 轴对称问题 241

8.3 瑞利波法的数值模拟 248

8.3.1 土单元和半空间的动力刚度矩阵 249

8.3.2 动力平衡方程和位移计算 253

8.3.3 算例分析 254

第九章 瑞利波法测试土参数 258

9.1 瑞利波法的提出及其优点 258

9.2 瑞利波弥散曲线的稳态振动法测试 259

9.2.1 测试原理 259

9.2.2 测试仪器 261

9.2.3 测试方法 264

9.3 瑞利波弥散曲线的瞬态法测试 265

9.3.1 测试原理 265

9.3.2 测试仪器设备 268

9.3.3 现场测试方法 269

9.3.4 与稳态振动法比较 271

9.4 瑞利波弥散曲线反算土参数 272

9.4.1 解析法 273

9.4.2 最小二乘法 274

第十章 成层土中乐夫波特征方程的建立 281

10.1 具有表面层的半空间 282

10.2 平面外问题中乐夫波特征方程的建立 287

10.2.1 矩形有限单元 288

10.2.2 半无限单元 290

10.2.3 解析法分析半无限层 293

10.2.4 特征方程的建立和位移的计算 294

10.3 扭振问题中乐夫波特征方程的建立 294

10.3.1 矩形环状单元 295

10.3.2 矩形环状单元聚集 297

10.3.3 环状半无限单元 298

10.3.4 特征方程的建立 298

10.4 横观各向同性土中乐夫波特征方程的建立 299

10.4.1 矩形单元 299

10.4.2 解析法分析半无限层 302

10.4.3 特征方程的建立和求解 303

10.5.1 运动方程 304

10.5 饱和土中乐夫波特征方程的建立 304

10.5.2 矩形有限单元 305

10.5.3 半无限单元 307

10.5.4 特征方程的建立及求解 307

第十一章 成层土中的乐夫波特征 308

11.1 上软下硬地基中的乐夫波特性 308

11.1.1 剪切波速度的影响 310

11.1.2 质量密度的影响 314

11.1.3 阻尼的影响 314

11.2.1 匀质软夹层地基 316

11.2 软夹层地基中的乐夫波特性 316

11.2.2 非匀质软夹层地基 319

11.3 横观各向同性土中的乐夫波特性 323

11.4 饱和土中的乐夫波特性 328

11.4.1 成层地基 328

11.4.2 吉布森地基 330

第十二章 地基中乐夫波的能量分布和应用 333

12.1 地基中乐夫波的能量分布 333

12.1.1 扭转振动 334

12.1.2 平面外运动 341

12.2 地基动力响应计算中乐夫波的应用 348

12.2.1 平面外问题 349

12.2.2 扭转振动 358

12.3 乐夫波法的数值模拟 365

12.3.1 土层和半空间的动力刚度矩阵 366

12.3.2 动力平衡方程及影响函数 368

12.3.3 算例分析 369

12.4 乐夫波弥散曲线反算土参数 376

12.4.1 方程的建立 377

12.4.2 工程实例 378

第十三章 地脉动概述 383

13.1 地脉动的性质 383

13.2 地脉动的信号的观测与分析 385

13.3 地脉动的频谱特性 386

13.4 地脉动确定地基自振频率 389

13.5 地脉动法测定地层的剪切波速度 395

参考文献 400

附录A 矩阵[P]u和[P]d元素 411

附录B 矩阵[P]元素 412

附录C 矩阵分解 413

附录D 矩阵[K]元素 415

附录E 流体介质中矩形刚度矩阵 417

附录F 环状矩形单行矩阵无素 418

附录G 矩阵[K]c，[C]c和[M]e元素 422