Abstract Investigation of propagation of surface waves, and also interfacial waves in a saturated either homogeneous or coated half-space in the framework of a simplified version of Biot theory known as u − p formulation is the target of this paper. Both the half-space and the coating are fluid-saturated transversely isotropic in both transport and elastic points of view. The coupled fluid continuity equation and equations of motion are decoupled by virtue of a set of two scalar potential functions. Based on the boundary and/or continuity conditions and appropriate form of scalar potential functions, a secular equation for determination of each of Rayleigh-, Love- and Stoneley-wave velocity and related attenuation coefficients is derived. Moreover, the characteristic equations of different waves are degenerated to explicit forms for some special cases, i.e., saturated isotropic and single-phase materials of either isotropic or transversely isotropic. Furthermore, the effects of hydraulic and mechanical parameters on elastic wave propagation are studied in detail. The dependency of wave velocities and corresponding attenuation coefficients to material parameters are shown graphically and explained in physical point of view. In addition, some wave characteristics are tabulated for a deep understanding of the physical behavior of different waves. Besides, the results are compared with previous studies in special simpler cases, where exact agreements may be discovered from which the validity of the results and the accuracy of numerical computations are evident.

中文翻译：

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利用势方法在横向各向同性饱和多孔弹性介质中的瑞利波、洛夫波和斯通利波

摘要 在称为 u - p 公式的 Biot 理论简化版本的框架内，研究表面波以及饱和均匀或涂层半空间中的界面波的传播是本文的目标。从传输和弹性的角度来看，半空间和涂层都是流体饱和的，横向各向同性。耦合的流体连续性方程和运动方程通过一组两个标量势函数解耦。基于边界和/或连续性条件以及标量势函数的适当形式，推导出用于确定瑞利波速度、洛夫波速度和斯通利波速度和相关衰减系数中的每一个的长期方程。而且，对于某些特殊情况，即各向同性或横向各向同性的饱和各向同性和单相材料，不同波的特征方程退化为显式形式。此外，详细研究了水力和机械参数对弹性波传播的影响。波速和相应衰减系数对材料参数的依赖性以图形方式显示并从物理角度进行解释。此外，还列出了一些波浪特征，以便深入了解不同波浪的物理行为。此外，在特殊的更简单的情况下将结果与先前的研究进行比较，可以发现精确的一致性，从中可以看出结果的有效性和数值计算的准确性。各向同性或横向各向同性的饱和各向同性和单相材料。此外，详细研究了水力和机械参数对弹性波传播的影响。波速和相应衰减系数对材料参数的依赖性以图形方式显示并从物理角度进行解释。此外，还列出了一些波浪特征，以便深入了解不同波浪的物理行为。此外，在特殊的更简单的情况下将结果与先前的研究进行比较，可以发现精确的一致性，从中可以看出结果的有效性和数值计算的准确性。各向同性或横向各向同性的饱和各向同性和单相材料。此外，详细研究了水力和机械参数对弹性波传播的影响。波速和相应衰减系数对材料参数的依赖性以图形方式显示并从物理角度进行解释。此外，还列出了一些波浪特征，以便深入了解不同波浪的物理行为。此外，在特殊的更简单的情况下将结果与先前的研究进行比较，可以发现精确的一致性，从中可以看出结果的有效性和数值计算的准确性。详细研究了水力和机械参数对弹性波传播的影响。波速和相应衰减系数对材料参数的依赖性以图形方式显示并从物理角度进行解释。此外，还列出了一些波浪特征，以便深入了解不同波浪的物理行为。此外，在特殊的更简单的情况下将结果与先前的研究进行比较，可以发现精确的一致性，从中可以看出结果的有效性和数值计算的准确性。详细研究了水力和机械参数对弹性波传播的影响。波速和相应衰减系数对材料参数的依赖性以图形方式显示并从物理角度进行解释。此外，还列出了一些波浪特征，以便深入了解不同波浪的物理行为。此外，在特殊的更简单的情况下将结果与先前的研究进行比较，可以发现精确的一致性，从中可以看出结果的有效性和数值计算的准确性。为了深入了解不同波浪的物理行为，将一些波浪特征制成表格。此外，在特殊的更简单的情况下将结果与先前的研究进行比较，可以发现精确的一致性，从中可以看出结果的有效性和数值计算的准确性。为了深入了解不同波浪的物理行为，将一些波浪特征制成表格。此外，在特殊的更简单的情况下将结果与先前的研究进行比较，可以发现精确的一致性，从中可以看出结果的有效性和数值计算的准确性。