关键词：饱和土；分数导数；地震波；地震放大系数；液固耦合系数

基金项目：国家自然科学基金(U1504505)；河南省科技发展计划项目(142102210063)；河南省高等学校重点科研项目(15A560036)；河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目(2013GGJS-1

作者单位

刘林超信阳师范学院 土木工程学院，河南 信阳 464000

闫启方信阳师范学院 土木工程学院，河南 信阳 464000

刘滕信阳师范学院 土木工程学院，河南 信阳 464000

摘要

考虑土体液相和固相的耦合作用，将基岩上覆场地土视为两相饱和多孔介质。为了考虑饱和场地土的粘弹性特性，其固相土骨架的应力应变关系利用分数阶Kelvin粘弹性模型来描述，建立了上覆分数阶粘弹性饱和场地土在简谐地震波作用下的运动控制方程。运用分数导数的性质并考虑上覆场地土的边界条件和透水性条件求解了上覆分数阶粘弹性场地土在简谐地震波作用下的振动问题，得到了饱和场地土的位移地震放大系数。采用数值算例分析讨论了分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比等参数对位移地震放大系数的影响。研究结果表明，分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比对饱和场地土的地震响应有较大的影响，通过压实场地土，可以达到增大液固耦合系数减小地震响应的作用，通过增大饱和场地土的粘性和剪切模量也可以减小地震反应。