饱和土体中多排柱腔屏障对压缩快波隔离

假定柱腔(圆柱形空腔)长度远大于直径,将多排柱腔组成的非连续屏障对平面P1波(压缩快波)隔离简化成弹性波多重散射的二维平面问题,利用复变函数保角映射法及波场势函数展开法,据柱腔自由(土骨架轴向、切向应力为零)边界条件获得散射波场势函数展开式的待定复系数理论解。通过分析位移比值(屏障后某点由入射、散射弹性波产生的总位移与入射弹性波单独产生的位移之比)变化规律,对比单、双及三排柱腔屏障的隔离效果。研究表明,边界不透水柱腔屏障隔离效果好于透水;多排柱腔屏障对高频入射P1波隔离效果好于低频入射;随排数增多柱腔屏障隔离效果明显提高,有效隔离区域明显增大;当排数达到三排时柱腔屏障后一定范围内隔离效果达70%,效果较理想。

多排柱腔列对平面P波和SH波的隔离

运用复变函数的保角映射方法和波函数展开法,利用P波和SH波耦合散射的特性,根据土体在柱腔壁处完全自由(即径向应力和切向应力为零)的边界条件,得到了多排柱腔列构成的非连续屏障对平面P波和SH波隔离的二维平面问题的理论解,通过绘制屏障后归一化位移(同一点处由入射和散射波产生的总位移与入射波单独产生的位移之比)的等值线图,分析了多排柱腔对平面P波和SH波的隔离效果,并与单排刚性桩作了对比,结果表明:(1)P波和SH波的隔离效果都随着柱腔排数的增多而明显提高;(2)在半径、间距和屏障整体宽度相同的条件下,要超过单排刚性桩屏障的隔离效果,对于P波,需两排柱腔,而对于SH波,则需三排柱腔。这为多排柱腔屏障的隔振设计提供了理论依据和参考。