Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự truyền sóng phẳng trong đất không bão hòa đồng nhất
Tóm tắt
Dựa trên mô hình Biot cho môi trường bão hòa chất lỏng, với việc xem xét đến sự quán tính, độ nhớt của chất lỏng, các yếu tố cơ học tương tác, và tính nén của hạt và chất lỏng, các phương trình tán xạ của sóng phẳng trong đất không bão hòa đồng nhất được thiết lập bằng cách sử dụng phương pháp ma trận tia dội (RRMM) với sự hỗ trợ của định lý Helmholtz. Sự không đồng nhất được xem xét là sự biến đổi theo chiều sâu trong các thuộc tính vật liệu. Đặc điểm truyền dẫn của sóng đàn hồi trong đất không bão hòa đồng nhất được phân tích qua một ví dụ số trong bài báo này. Kết quả cho thấy rằng số sóng và sự tiêu tán thay đổi rất ít đối với hai loại nén dọc theo hướng biến đổi của các thuộc tính vật liệu, tuy nhiên, sự không đồng nhất có ảnh hưởng đáng kể đến số sóng và sự tiêu tán của sóng cắt.
Từ khóa
#sóng phẳng #đất không bão hòa đồng nhất #mô hình Biot #phương pháp ma trận tia dội #sự truyền dẫn sóngTài liệu tham khảo
Biot M A. Theory of elastic waves in a fluid-saturated porous solid, I. Low frequency range. J Acoust Soc Am, 1956, 28: 168–178
Biot M A. Theory of elastic waves in a fluid-saturated porous solid, II. High frequency range. J Acoust Soc Am, 1956, 28: 179–191
Biot M A. Mechanics of deformation and acoustic propagation in porous dissipative media. J Appl Phys, 1962, 33: 1482–1498
Biot M A. Generalized theory of acoustic propagation in porous dissipative media. J Acoust Soc Am, 1962, 34: 1254–1264
Geertsma J, Smit D C. Some aspects of elastic wave propagation in fluid-saturated porous solids. Geophys J, 1961, 2:169–181
Ishihara K. Approximate forms of wave equations for water-saturated porous materials and related dynamic moduli. Soil Found, 1970, 10(4): 10–38
Bryan G M, Stoll R D. The dynamic shear modulus of marine sediments. J Acoust Soc Am, 1988, 83: 2159–2164
Stoll R D. Experimental studies of attenuation in sediments. J Acoust Soc Am, 1979, 66 (4): 1152–1160
Men F L. Dissipation and dispersion of seismic waves in water-saturated strata (in Chinese). Chin J Geophys, 1984, 27 (l): 64–73
Chen L Z, Wu S M, Zheng G X. Propagation of elastic waves in water-saturated soils (in Chinese). Chin J Theor Appl Mech, 1987, 19(3): 276–283
Wang L Z, Chen Y M, Wu S M, et al. A solution to saturated elastic half-space under harmonic force of low frequeney (in Chinese). J Hydraul Eng, 1996, 2: 84–89
WU S M. Waves in Soil Media (in Chinese). Beijing: Science Press, 1997
Yang J, Wu S M, Cai Y Q. Characteristics of propagation of elastic waves in saturated (in Chinese). J Vib Eng, 1996, 9(2): 128–137
Hu Y Y, Wang L Z, Chen Y M, et al. Reflection and transmission of elastic wave on an interface in transversely isotropic saturated soils (in Chinese). Acta Seismol Sin, 1998, 20(6): 598–606
Ding B Y, Dang G H, Yuan J H. Application of green function in calculation of displacement response of saturated soil tunnel under concentrated load (in Chinese). J Vib Shock, 2009, 28: 110–114
Xia T D, Yan K Z, Sun M Y. Propagation of Rayleigh wave in saturated soil layer (in Chinese). J Hydraul Eng, 2004, 1: 81–84
Kim S H, Kim K J, Blouin S E. Analysis of wave propagation in saturated porous media. I. Theoretical solution. Comput Methods Appl Mech Eng, 2002, 191: 4061–4073
Mesgouez A, Lefeuve-Mesgouez G, Chambarel A. Transient mechanical wave propagation in semi-infinite porous media using a finite element approach. Soil Dyn Earthq Eng, 2005, 25: 21–430
Lo W C, Yeh C L, Jan C D. Effect of soil texture and excitation frequency on the propagation and attenuation of acoustic waves at saturated conditions. J Hydrol, 2008, 357: 270–281
Lo W C, Sposito G, Majer E. Low-frequency dilatational wave propagation through fully-saturated poroelastic media. Adv Water Resour, 2006, 29: 408–416
Bowen R M. Theory of mixtures. In: Continuum Physics. New York: Academic Press, 1976
Li X W, Li X Y. Wave propagation withmass-coupling effect in fluid-saturated porous media. J Appl Math Mech, 1989, 10 (4): 309–714
Wei C, Muraleetharan K K. A continuum theory of porous media saturated by multiple immiscible fluids: I. Linear poroelasticity. Int J Eng Sci, 2002, 40(16): 1807–1833
Zhang Y, Yang X. Rayleigh wave in an incompressible saturated viscoelastic porous medium (in Chinese). J Shanghai Univ (Nat Sci), 2007, 13(1): 62–67
de Boer R. Contemporary progress in porous media theory. Appl Mech Rev, 2000, 53: 323–369
Ke L L, Wang Y S, Zhang Z M. Propagation of love waves in an inhomogeneous fluid saturated porous layered half-space with properties varying exponentially. J Eng Mech, 2005, 131(12): 1322–1328
Ke L L, Wang Y S, Zhang Z M. Love wave in an inhomogeneous fluid saturated porous layered half space with linearly varying properties. Soil Dyn Earthq Eng, 2006, 26 (6/7): 574–581
Zhou X L, Xu B, Wang J H, et al. An analytical solution for wave-induced seabed response in a multi-layered poro-elastic seabed. Ocean Eng, 2011, 38: 119–129
Hirai H, Chen L. Recent and prospective development of FGM in Japan. Mater Sci Forum, 1999, 308/311: 509–514
Lei M, Liao H J, Huang L X, et al. Study on characters of stress propagation in functionally graded soil (in Chinese). Chin J Rock Mech Eng, 2005, 24(suppl 1): 4798–4804
Chen W Q, Wang H M, Bao R H. On calculating dispersion curves of waves in a functionally graded elastic plate. Compos Struct, 2007, 81: 233–242
Pao Y H, Keh D C, Howard S M. Dynamic response and wave propagation in plane trusses and frames. AIAA J, 1999, 37: 594–603.
Pao Y H, Su X Y, Tian J Y. reverberation matrix method for propagation of sound in a multilayered liquid. J Sound Vib, 2000, 230: 743–760
Su X Y, Tian J Y, Pao Y H. Application of the reverberation-ray matrix to the propagation of elastic waves in a layered solid. Int J Solids Struct, 2002, 39: 5447–5463.
Schanz M, Cheng A H D. Tranient wave propagation in a one-dimensional poroelastic column. Acta Mech, 2000, 145: 1–18