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基于饱和冻土介质波动理论,利用波函数的Fourier-Bessel级数展开法,研究平面P波入射在饱和冻土半空间凹陷地形的散射问题。通过数值算例,分析了平面P波入射饱和冻土半空间凹陷地形时入射频率、入射角度、温度(含冰量)、孔隙率、接触参数等物理力学参数对地表位移幅值的影响规律。研究结果表明:在不同深宽比和入射频率下温度(含冰量)对地表位移幅值影响显著。在不同深宽比条件下,半圆形凹陷地形相对于浅圆形凹陷地形对温度的变化更为敏感。在低频时,竖向位移随入射角度的增加而减小,水平位移随入射角度增加而增大;水平位移随孔隙率的增加而降低,但对竖向位移影响较小。随着入射波频率的增大,饱和冻土半空间凹陷地形中位移幅值的空间分布更加复杂。且随着频率的继续增大,位移幅值随入射角的变化不再明显,而孔隙率的影响逐渐增大,尤其在浅圆形凹陷地形中,孔隙率的增加导致位移幅值更为敏感。此外,在较低温度下(T=-0.7℃),凹陷地形表面位移幅值随接触参数的变化尤为显著,而在较高温度下(T=-0.3℃),水平位移和竖向位移变化不明显。

期刊论文 2024-04-15
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