土石坝及其地基在强震作用下常常会出现液化失稳现象。为了研究饱和土石坝及其地基液化失稳问题,人们常将土体看作孔隙水与土骨架组成的两相介质材料,数值求解这种两相饱和介质的动力固结方程。需要建立土石坝动力固结方程的有限元模型。这种数值模型是由半无限大地基截取的有限地基及坝体结构组成的相互作用的系统。截取的有限地基所形成的人工边界要反映饱和多孔介质无限域波动辐射效应,即满足人工边界条件。饱和多孔介质的人工粘弹性边界比单项固体介质的更为复杂,不仅需要考虑固体固结位移边界条件,同时也要考虑孔隙水压力的边界条件。本文研究将建立求解两相饱和介质动力固结方程的Strang分裂算子法格式,及其引入人工边界后的表达形式,并开发其应用源代码程序,分析了不同动载载荷作用下饱和介质的动力响应过程,验证了人工粘弹性边界的吸收效果及其有效性和正确性。具体研究内容有以下几个方面:1、研究了经典的Strang分裂算子法,给出了两相饱和介质动力固结控制方程的u-p形式的分裂格式,并基于其弱解形式,编写了有限元语言的脚本文件。2、基于有限元程序自动生成系统(FEPG)生成了求解三维两相饱和介质动力固结问题的FORTRAN源代码程序。3、研究了球面行波解析解的数学表达形式和三维饱和介质在人工边界上的应力、位移以及流量边界条件,并给出了引入人工粘弹性边界的两相饱和介质动力固结方程Strang分裂算子法的弱解形式。4、开发具有粘弹性人工边界的三维两相饱和介质动力固结问题的有限元计算程序。同时通过分析在冲击载荷、突加载荷以及不同介质参数下的动力响应,从而验证了Strang分裂算法求解控制方程以及粘弹性人工边界程序的稳定性和正确性。三维饱和介质动力响应的计算结果表明,Strang显式分裂算子法可被用来有效地求解两相饱和介质动力固结问题,进一步引入人工粘弹性边界可以更有效地模拟近场波动传播过程和远场的辐射阻尼。