圆弧形层状沉积谷地对入射平面SV波散射解析解

利用Fourier-Bessel级数展开法给出了圆弧形层状沉积谷地对入射平面SV波散射问题的一个解析解,并分析了谷中层状沉积排列顺序及相对刚度等因素对散射的影响.     

P波对具有不等深度凹陷地形的散射

采用曲线坐标的分析方法研究稳态Ｐ波对凹陷地形散射的边值问题。利用曲线坐标描述整个凹陷半空间，应用复变函数方法给出凹陷地形中波场解答的函数逼近序列。进一步将待解的问题转化成无穷代数方程组，利用正交展开得到问题的解答。研究表明：应用曲线坐标的方法研究Ｐ波对凹陷地形的散射是一个可行的新方法。     

含覆盖层峡谷地形对平面P、SV波的宽频散射模拟

含覆盖层峡谷对地震波的高频散射规律尚不明确．本文采用间接边界元方法(IBEM)分析半空间中含覆盖层峡谷地形对地震波的二维宽频散射,对入射波型、入射角度和频率、覆盖层深宽比等因素对覆盖层地震响应规律的影响进行探讨分析．结果表明：IBEM可高效精确地对地震波的散射进行宽频模拟．对中低频段（无量纲频率η10.0）,覆盖层放大效应减弱甚至出现缩幅效应．随覆盖层深度增加,位移放大频段的带宽逐渐减小,第一峰值频率降低,且在低频段频谱曲线振荡剧烈．另外,覆盖层形状和入射角度对地震波聚焦特征也具有重要影响,不同波型入射下聚焦区域有很大差别．实际含覆盖层峡谷地形地震反应分析需精细考虑波型、入射波频率和角度、覆盖层深宽比等因素,以更科学地进行震害解释和地震安全性评价．     

位移阶跃SH波对半圆形凹陷地形的散射

本文利用积分变换和波函数展开方法求解位移阶跃的平面ＳＨ波对半圆形凹陷地形的散射问题，导出了散射位移场的解析表达式，，并给出了在凹陷地形表面上各点位移时程反应的数值结果。本文的结果可做为Ｄｕｈａｍｅｌ积分的影响系数求解一个随时间任意变化的平面ＳＨ波被半圆形凹陷地形散射的问题。     

圆弧形沉积场地对平面瑞利波散射的解析分析

分别采用Biot饱和多孔介质动力学理论和单相介质弹性动力学理论模拟层状沉积谷场地和 周围场地,利用波函数展开法,得出了层状饱和沉积场地对Rayleigh波散射的解析解．进 行参量分析,研究了无量纲入射波频率、层状沉积层排列顺序及相对刚度和厚度等因素对 Rayleigh波散射效应的影响.     

直角平面角点衬砌对稳态平面SH波的散射

利用波函数展开法求解了二维直角平面角点处圆弧形衬砌对稳态入射平面SH波的散射问题,得到问题的解析解．方法是首先构造出衬砌介质内外的总波场,它们能够预先满足直角平面两直角边界应力自由条件;再利用衬砌边界处的应力和位移连续条件写出确定散射波解中未知系数的方程组并求解．通过算例具体讨论了衬砌内边界处的环向应力集中系数和位移幅度比随无量纲波数、入射角的变化情况,结果表明它们存在不同程度的放大现象．     

平面P波在充满流体的任意形状孔洞上的散射

采用复变函数的保角映射方法和波函数展开法,根据孔洞与内部流体在界面上的应力和位移连续的边界条件,得到了充满流体的任意形状的孔洞对入射平面P波的散射问题的理论解,以椭圆形孔洞为例,着重分析了椭圆的长短轴之比、流体的存在与否以及入射频率对散射幅值的影响,结果表明:(1)圆形孔洞的分波波谱的峰值分布均匀,而椭圆形孔洞则不均匀;(2)散射P波的波谱主要集中于前进方向和背向一侧,而散射S波的波谱主要集中于与传播方向垂直的一侧;(3)入射波与孔洞的作用面积越大,散射P波的波谱也越大,而散射S波的波谱也越小;(4)当孔洞为圆形时,流体对散射P波和S波的波谱影响最小,即此时流体与孔壁的动力相互作用最小.     

SH波对浅埋裂纹的半圆形凹陷地形的散射

采用Green函数方法，研究浅埋裂纹和含有圆形凹陷的弹性半空间对入射SH波的散射。首先取含有半圆形凹陷的弹性半空间，任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移函数基本解作为Green函数；然后求解含半圆形凹陷的弹性半空间对SH波的散射问题；最后在裂纹实际存在位置利用Green函数实施裂纹的人工切割以恢复存在的裂纹，给出浅埋裂纹的半圆形凹陷弹性空间内的位移函数，进而求解裂纹存在对地表位移的影响。     

直角平面内弹性圆夹杂对入射平面SH波的散射

利用复变函数法、多极坐标移动技术及傅立叶级数展开求解二维直角平面内圆形弹性夹杂对稳态入射平面SH波的散射问题。首先写出直角平面内不含夹杂时的入射波场和反射波场;其次建立直角平面内含夹杂时夹杂外的散射波解和夹杂内的驻波解,并利用叠加原理写出问题的总波场,借助夹杂边界处应力和位移的连续条件建立求解散射波解和驻波解中未知系数的无穷代数方程组并求解,通过算例具体讨论了直角平面水平边界点的位移幅度比和夹杂边界处径向应力集中系数随不同无量纲波数、入射角及圆孔位置的变化情况,结果表明了算法的有效实用性。     

单排弹性空心管桩屏障对平面P波的隔离

由于桩体的长度远大于直径,因此将单排弹性空心管桩构成的非连续屏障对平面P波的隔离问题简化成二维平面问题,采用波函数展开法和Graf加法定理,根据桩--土界面处完全联结和管桩内壁完全自由的边界条件,得到了问题的理论解.引入无量纲位移和透射系数等概念,通过数值计算,分析了弹性空心管桩的壁厚、桩土模量比、管桩间距和管桩数量对屏障对平面P波隔离效果的影响,结果表明:隔离效果随着管桩壁厚和桩间距的减小而提高;隔离效果随着桩土模量比的增大而提高,但当桩土模量比大于500后,隔离效果提高不明显,此时可等价为刚性管桩屏障;随着管桩数量的增多,最佳隔离区域在增大,最佳隔离位置在前移,最佳隔离效果也有所提高.这为非连续屏障的隔振设计提供了理论依据.     

尖端具有线性粘着力作用的加层空间的界面裂纹对稳态弹性波的散射

本文研究一类粘着型界面裂纹的弹性波散射问题．文中利用积分变换和积分方程方法推导了确定这类问题的奇异积分方程组．采用围道积分技术和切比雪夫多项式展开技术，得到了待定系数的非线性代数方程组．最后本文给出裂纹尖端粘着区的大小和界面应力的数值结果．     

层状介质中多个非共面硬币形裂纹弹性波散射问题研究

本文在[1]的基础上,利用 Hankel 积分变换,进一步研究了层状介质中多个非共面硬币形裂纹的弹性波散射问题。从所得结果来看,虽然层状介质中多个非共面硬币形裂纹的弹性波散射问题在形式上与多个非共面穿透形裂纹问题[1]有惊人的相似之处,但两者之间有着质的差异。     

饱和土中的任意形状孔洞对弹性波的散射

根据Biot波动理论建立了求解饱和土中任意形状孔洞对弹性波散射问题的复变函数方法.首先通过引入位移势函数把稳态条件下的Biot波动方程解耦为势函数所满足的Helmholtz方程.利用分离变量方法即得到Helmholtz方程完备的通解.根据所得位移势函数的通解,可得骨架位移、流体相对骨架的位移、应力和孔压的表达式.通过保角变换方法,把物理平面上的孔洞映射到像平面上单位圆.利用土骨架和流体的边界条件,即可确定波函数展开式中的未知系数.给出了一些数值结果.     

AN ANALYTICAL SOLUTION FOR THREE-DIMENSIONAL DIFFRACTION OF PLANE P-WAVES BY A HEMISPHERICAL ALLUVIAL VALLEY WITH SATURATED SOIL DEPOSITS

An analytical solution for the three-dimensional scattering and diffraction of plane P-waves by a hemispherical alluvial valley with saturated soil deposits is developed by employing Fourier-Bessel series expansion technique. Unlike previous studies, in which the saturated soil deposits were simulated with the single-phase elastic theory, in this paper, they are simulated with Biot's dynamic theory for saturated porous media, and the half space is assumed as a single-phase elastic medium. The effects of the dimensionless frequency, the incidence angle of P-wave and the porosity of soil deposits on the surface displacement magnifications of the hemispherical alluvial valley are investigated. Numerical results show that the existence of a saturated hemispherical alluvial valley has much influence on the surface displacement magnifications. It is more reasonable to simulate soil deposits with Biot's dynamic theory when evaluating the displacement responses of a hemispherical alluvial valley with an incidence of P-waves.