层状饱和介质中瑞利波传播特性薄层分析方法

层状饱和半无限体中瑞利波传播特性研究对工程物理勘探及土性参数反演很重要,传统的层传递矩阵或刚度矩阵分析方法需在复数域搜索瑞利波频率方程根,不仅耗时,收敛性也差。根据研究波长范围,在底部半无限体某一深度设置刚性边界,将层状介质离散成薄层,建立研究平面应变状态下层状饱和介质中瑞利波传播特性薄层法分析模型。依据该模型,频率方程根搜索问题可转换成矩阵特征值问题。根据瑞利波沿深度衰减特性,从一组计算的特征值中筛选出与瑞利波模态对应特征值,由特征值及相应特征向量得到各模态频率特性以及孔隙压力、骨架位移随深度变化。通过与饱和半无限体瑞利波解析解比较,验证该模型可行性,由此研究几种层状介质中瑞利波各阶模态的频率特性。分析方法对开展动力本构模型更复杂的层状介质中瑞利波传播特性研究也具有指导意义。