2.5维有限元分析饱和地基列车运行引起的地面振动

• 作者: 何俊锋 杨成斌 赵元一 高广运
• 来源期刊: 岩土工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 饱和土 Fourier变换 2.5维有限元法 黏弹性人工边界 地面振动
• 年，卷（期）: 2011,（2）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 234-241
• 页数: 8页
• 分类号: TU435
• 语种: 中文

摘要

从饱和土的Biot波动方程出发,通过对时间的Fourier变换得出频域内的波动方程,再结合边界条件利用Galerkin 法推导出频域内的u-p格式的有限元方程.把轨道视为饱和地基上的Euler梁,通过沿轨道方向的波数变换将三维空间问题降为平面应变问题.将平面应变问题解答沿轨道方向进行波数扩展,最后通过快速Fourier逆变换求得三维时域-空间域内的地面振动响应.假设体波波阵面为半圆柱形式,推导出了适合饱和多孔介质2.5维有限元的黏弹性人工边界.验证了计算模型.结果表明:车速低时,弹性介质的竖向位移大于饱和介质;高速时,饱和介质竖向位移大于弹性介质.车速略微超过饱和土剪切波速时地面产生振动增大现象,随车速进一步增加位移幅值又逐渐减小,但随距离的增加衰减变慢,且得出了不同车速时孔隙水压力随深度的变化曲线.