P波斜入射形成的动应力路径及影响因素分析（英文）

目的:研究P波斜入射下的地基动应力路径,探讨其影响因素和可能变化范围,为进一步研究斜入射地震波作用下场地动力响应奠定理论基础。创新点:1.从数学上证明斜入射P波在任一深度的地基中形成的应力路径在剪应力分量(偏差正应力-水平剪应力)组成的平面中为一个斜椭圆;2.分析了P波入射角、土体泊松比和单位波长深度对斜椭圆应力路径形状与大小的影响。方法:1.基于半无限弹性空间的地震波传播理论,考虑地震波在自由界面的反射,推导土体中任一深度处由P波斜入射产生的动应力,并表示成由剪应力分量组成的平面下的应力路径(公式(9))及该应力路径的特征参数表达式(公式(A12)^(A14));2.通过控制变量法,分析参数敏感性(图7、9、10和12)。结论:1.虽然证实P波斜入射引起的应力路径为斜椭圆形式,但在地基深度、入射波频率和波速的特定组合下,斜椭圆仍可从斜线一直变化到圆形,形式较为多样化;2.P波斜入射角度在30?~60?时引起的动偏应力幅最大,最大可达同等条件下其它入射角产生的动应力幅的2倍以上;3.斜入射角大于45?后,斜椭圆路径形状几乎不随入射角改变,在研究范围内以竖直扁椭圆形为主;4.土体饱和度大于70%时,泊松比的变化对土体斜椭圆路径形状影响不大,但动应力幅随泊松比增大而显著降低。