[發(fā)明專利]飽和土層中非連續(xù)群樁隔振模擬方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811501125.7
• 申請(qǐng)日: 2018-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN109657316A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉中憲;符瞻遠(yuǎn);王治坤;張雪;張征;賀晨蕊;孫曉劍;邢哲斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津城建大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06Q50/08
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

1.一種飽和土層中非連續(xù)群樁隔振模擬方法，步驟如下：

步驟一、根據(jù)飽和土介質(zhì)與三維群樁介質(zhì)參數(shù)建立三維飽和群樁模型，所述三維飽和群樁模型為在地表下方的飽和土介質(zhì)中預(yù)埋多個(gè)混凝土方樁形成的飽和半空間S1、樁域S2；離散所有樁-土交界面和土層表面形成離散邊界單元，所述離散邊界單元的中心位置設(shè)為x_m，虛擬負(fù)載中心設(shè)為y_n，土層表面、樁與土壤之間交界面單元數(shù)分別設(shè)為N₁和N₂，樁頂與土層表面上的單元數(shù)量為N₀；

步驟二、進(jìn)行三維飽和土層群樁隔震模擬：根據(jù)步驟一所述三維飽和群樁模型和離散邊界單元，構(gòu)造自由波場(chǎng)和散射波場(chǎng)并求解，確立邊界條件求解虛擬波源密度，疊加自由波場(chǎng)和散射波場(chǎng)計(jì)算總波場(chǎng)；

步驟三、根據(jù)步驟二所述的三維飽和土層群樁隔震模擬進(jìn)行結(jié)果分析：定義飽和土與群樁的介質(zhì)參數(shù)，利用Rayleigh波波長(zhǎng)歸一化各參數(shù)，采用振幅衰減系數(shù)A_RF衡量屏障的隔振效果，A_RF定義為設(shè)置屏障后屏蔽區(qū)內(nèi)的豎向振幅與無(wú)屏障時(shí)的豎向振幅之比，A_RF值越小表示群樁隔振效果越好。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飽和土層中非連續(xù)群樁隔振模擬方法，其特征在于，步驟一所述三維飽和群樁模型設(shè)有單排或三排群樁模型，所述單排樁模型包括飽和土體和其中埋置的一排混凝土方樁，方樁邊長(zhǎng)b；樁間距s；樁長(zhǎng)l；樁深H；樁數(shù)N_S；三排群樁模型包括飽和土體和其中埋置的三排混凝土方樁，群樁按照梅花形均勻布置，方樁邊長(zhǎng)b；樁間距s；樁長(zhǎng)l；樁深H；排樁間間距d；樁數(shù)N_S。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飽和土層中非連續(xù)群樁隔振模擬方法，其特征在于，步驟二所述構(gòu)造自由波場(chǎng)：

基于單層位勢(shì)理論，已建飽和土模型內(nèi)部可以產(chǎn)生兩個(gè)標(biāo)量壓縮波P1和P2和一個(gè)反射剪切波S，

土骨架位移和流體位移如下：

式中：和分別代表x和y方向的土骨架位移，上標(biāo)ff代表自由場(chǎng)；

和分別代表x和y方向的流體位移；

φ_k(k＝1,2)為P1和P2波的勢(shì)函數(shù)；

ψ為S波的勢(shì)函數(shù)；

χ_k是由Biot理論控制方程確定的多孔彈性常數(shù)；

自由場(chǎng)的應(yīng)力和孔壓p^ff可由Biot理論獲得

式中：為自由場(chǎng)的應(yīng)力；

p^ff為孔隙水壓力；

μ、λ為土體骨架的Lame常數(shù)；

α、M為表示土顆粒和孔隙流體壓縮性的參數(shù)(0≤α≤1，0≤M<∞)；

是拉普拉斯算子；