Love wave-induced liquefaction in a saturated sand layer

The paper is concerned with the plane strain problem of Love wave propagation through a water-saturated sand layer overlaying an elastic half-space. Dynamic loads, induced by the wave passage, generate irreversible strains in the soil matrix, giving rise to the development of excess pore water pressures and subsequent reduction of soil liquefaction. The process of pore pressure generation is analysed within the framework of compaction theory of saturated granular media. Results of numerical calculations, carried out by means of the finite element method, illustrate the evolution of pore pressures and the development of liquefaction in the subsoil, as well as the changes in the free surface displacements.

Praca poświęcona jest płaskiemu zagadnieniu propagacji fal Love'a w warstwie piasku nasyconego woda, znajdującej się na półprzestrzeni ośrodka sprężystego. Obciążenia dynamiczne spowodowane przejściem fali wywołują nieodwracalne odkształcenia w szkielecie gruntowym, które są przyczyną zwiększenia ciśnienia w wodzie wypełniającej pory ośrodka i tym samym zmniejszenia naprężeń efektywnych w gruncie, co w końcowym przypadku może prowadzić do upłynnienia podłoża. Proces generacji ciśnień porowych jest analizowany na bazie teorii zagęszczenia nawodnionych ośrodków granulowanych. Wyniki obliczeń numerycznych, przeprowadzonych w oparciu o metodę elementów skończonych, ilustrują ewolucję ciśnień porowych, rozwój strefy upłynnienia w podłożu oraz zmiany w czasie przemieszczeń powierzchni swobodnej warstwy.