彈性半空間單一覆蓋層表面振源的虛擬反演.pdf

1、交通擁擠正成為制約我國城市發(fā)展的重要問題之一,發(fā)展城市軌道交通是一個有效的解決方案。軌道交通引起的環(huán)境振動與防治研究,越來越迫切地成為亟待解決的問題。用臺陣觀測方法反演城市軌道交通振源函數(shù)是一個嶄新的課題,本文采用虛擬反演方法,給定振源函數(shù),計算臺陣各點的振動,再反演振源參數(shù),比較結(jié)果和給定輸入的差別,論證這個思路的可行性。首先,簡化場地條件為彈性半空間單一覆蓋層模型。利用傳遞矩陣法及Laplace-Hankel聯(lián)合變換技術,推導出層間

2、完全接觸的彈性半空間單一覆蓋層模型表面作用脈沖荷載時,覆蓋層表面豎向位移場解析解。接著,詳細闡述了數(shù)值化實現(xiàn)該解析解的方案,分五種情況考慮數(shù)值計算可能出現(xiàn)的問題,分別提出了解決方案,編制了Fortran程序。通過退化為彈性半空間問題,與經(jīng)典解對比,驗證了數(shù)值計算的準確性。然后,簡要評述了遺傳算法的研究歷程及發(fā)展現(xiàn)狀、基本遺傳算法原理及其存在的問題。詳細介紹了微遺傳算法的要點和步驟,構造了反演的遺傳策略,編制了振源反演計算程序,通過四個測

3、試函數(shù)驗證了整個反演程序的可靠性。最后,給定彈性半空間單一覆蓋層具體的場地模型、三角脈沖振源模型和臺陣布置的方案,計算了矩形臺陣六個點的位移時程。分析了時程表達的信息,借助頻率-波數(shù)譜分析,得到場地的頻散曲線,與用頻散方程得到的頻散曲線對比說明計算的可靠性。利用微遺傳算法虛擬反演振源參數(shù),分別采用單點時程段、單點自功率譜、兩點自功率譜聯(lián)合、兩點互功率譜與其中一點自功率譜聯(lián)合作目標曲線反演振源參數(shù),結(jié)果與給定輸入脈沖的參數(shù)比對,表明反演結(jié)