非饱和路基一维瞬态响应精确解

摘要

为反应路基非饱和三相介质的实际状态，将路基视为固相与液相不可压缩、气相可压缩的非饱和多孔介质，基于非饱和多孔介质表述方法，考虑惯性、黏滞和机械耦合作用，建立无量纲化的非饱和路基一维波动方程，以一类非齐次边界为例，通过边界齐次化和特征函数法将问题转化为二阶常微分方程初值问题，并用状态空间法求解，获得单层非饱和路基一维瞬态响应的精确解，通过算例验证结果的正确性。分析单层非饱和路基在阶跃荷载和正弦荷载下一维瞬态响应的特点，结果表明，与可压缩的饱和土和非饱和土不同，不可压缩非饱和路基中只存在1种压缩波，液相饱和度增大，压缩波波速和振动幅值减小。结论可为复杂环境荷载作用下非饱和路基的优化设计和灾害防控提供参考。

关键词

岩土工程 / 非饱和路基 / 瞬态响应 / 解析解

基金资助

福建省自然科学基金(2021J01338); 福建船政交通职业学院校级科教发展基金项目(20220202)