移動(dòng)荷載作用下飽和土地基中的波動(dòng)特性分析

孫 波

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，武漢430063）

1 引 言

飽和多孔介質(zhì)波動(dòng)方程［1，2］于20世紀(jì)50年代Biot提出以來(lái)，得到廣大學(xué)者的關(guān)注和認(rèn)可，成為飽和地基土動(dòng)力學(xué)研究的基礎(chǔ)。Biot理論包含了彈性力學(xué)部分和動(dòng)力學(xué)部分。其中，彈性力學(xué)部分比均勻各向同性固體多兩個(gè)彈性參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)分別代表流體的彈性與兩相介質(zhì)（彈性介質(zhì)和流體介質(zhì)）間的彈性相互作用；動(dòng)力學(xué)部分采用兩個(gè)相互耦合的矢量方程來(lái)描述。Biot根據(jù)波動(dòng)方程預(yù)測(cè)飽和多孔介質(zhì)中存在三種體波，即P1波、P2波以及S波。其中P2波在各向同性彈性介質(zhì)中不存在。該預(yù)測(cè)在Biot理論提出之初引起了部分學(xué)者的懷疑，但是20多年后得到實(shí)驗(yàn)室證實(shí)［3］。從Biot的開創(chuàng)性工作至今，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者從不同角度對(duì)該問(wèn)題做過(guò)研究。Ishihara［4］做了簡(jiǎn)化近似分析，嘗試給出飽和土中彈性波速度的實(shí)用公式；文獻(xiàn)［5，6］試圖給出具有更確切含義的參數(shù)，以克服Biot理論中參數(shù)物理意義不明確的缺陷。

我國(guó)東南沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，基礎(chǔ)建設(shè)增長(zhǎng)很快，但同時(shí)廣泛分布著飽和地基土，飽和地基土的工程力學(xué)特性差，易引發(fā)工程事故。特別是近年來(lái)，隨著高速鐵路和地鐵的蓬勃發(fā)展，飽和土地基在交通荷載作用下引起了越來(lái)越多的工程問(wèn)題，威脅著人民生命財(cái)產(chǎn)安全，并帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以近年來(lái)，飽和地基土在交通荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究。……