<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Mar. Sci.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Marine Science</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Mar. Sci.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-7745</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fmars.2022.1082337</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Marine Science</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Second-order Stokes wave-induced dynamic response and instantaneous liquefaction in a transversely isotropic and multilayered poroelastic seabed</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Zhiqing</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>Bohao</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Xibin</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="author-notes" rid="fn001">
<sup>*</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2071891"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Zhe</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="author-notes" rid="fn001">
<sup>*</sup>
</xref>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>School of Landscape Architecture, Zhejiang A &amp; F University, Hangzhou</institution>, <addr-line>Zhejiang</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Institute of Geotechnical Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou</institution>, <addr-line>Zhejiang</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>Edited by: Rui He, Hohai University, China</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>Reviewed by: Junliang Gao, Jiangsu University of Science and Technology, China; Wenbing Wu, China University of Geosciences, China</p>
</fn>
<fn fn-type="corresp" id="fn001">
<p>*Correspondence: Xibin Li, <email xlink:href="mailto:ytulxb@zafu.edu.cn">ytulxb@zafu.edu.cn</email>; Zhe Wang, <email xlink:href="mailto:wangzsd@zjut.edu.cn">wangzsd@zjut.edu.cn</email>
</p>
</fn>
<fn fn-type="other" id="fn002">
<p>This article was submitted to Ocean Observation, a section of the journal Frontiers in Marine Science</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>20</day>
<month>12</month>
<year>2022</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2022</year>
</pub-date>
<volume>9</volume>
<elocation-id>1082337</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>28</day>
<month>10</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>28</day>
<month>11</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2022 Zhang, Zhou, Li and Wang</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Zhang, Zhou, Li and Wang</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>The ocean waves exhibit obvious non-linearity with asymmetric distribution of wave crests and troughs, which could induce significantly different effect on the seabed compared to the commonly used linear wave theory. In this paper, a semi-analytical solution for a transversely isotropic and multilayered poroelastic seabed under non-linear ocean wave is proposed by virtue of the dual variable and position (DVP) method. The ocean wave and seabed are, respectively, modelled using second-order Stokes theory and Biot&#x2019;s complete poroelastodynamic theory. Then the established governing equations are decoupled and solved <italic>via</italic> the powerful scalar potential functions. Making use of the DVP scheme, the layered solutions are finally gained by combining the boundary conditions of the seabed. The developed solutions are verified by comparing with existing solutions. The selected numerical examples are presented to investigate the effect of main parameters on the dynamic response of the seabed and evaluate the corresponding liquefaction potential. The results show that the anisotropic stiffness and permeability, degree of saturation and stratification have remarkable influence on the dynamic response and liquefaction behavior of the seabed. The present solution is a useful tool to estimate the stability of transversely isotropic and layered seabed sediment in the range of non-linear ocean wave.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>transverse isotropy</kwd>
<kwd>multilayered poroelastic seabed</kwd>
<kwd>non-linear wave</kwd>
<kwd>dynamic response</kwd>
<kwd>liquefaction</kwd>
</kwd-group>
<contract-num rid="cn001">No. 52178367, No. 52078467</contract-num>
<contract-num rid="cn002">No. LHZ21E090001</contract-num>
<contract-sponsor id="cn001">National Natural Science Foundation of China<named-content content-type="fundref-id">10.13039/501100001809</named-content>
</contract-sponsor>
<contract-sponsor id="cn002">Natural Science Foundation of Zhejiang Province<named-content content-type="fundref-id">10.13039/501100004731</named-content>
</contract-sponsor>
<counts>
<fig-count count="14"/>
<table-count count="1"/>
<equation-count count="44"/>
<ref-count count="60"/>
<page-count count="19"/>
<word-count count="8204"/>
</counts>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1" sec-type="intro">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>With the increasing utilization of land-based resources, people have begun to turn their attention to the oceans and promote the development of offshore drilling rigs, offshore wind turbines, even the wind power generation in deep water environments (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Jouffray et&#xa0;al., 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B13">He et&#xa0;al., 2022a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B14">He et&#xa0;al., 2022b</xref>). As the main deep foundation elements for marine structures, the vibration characteristics of monopiles under mechanical and seismic loads have received detailed investigations in recent years (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Chen et&#xa0;al., 2022a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B7">Chen et&#xa0;al., 2022b</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B55">Zhang et&#xa0;al., 2022</xref>). It should be pointed out that harbor oscillations induced by infragravity waves or transient wave groups (<xref ref-type="bibr" rid="B9">Gao et&#xa0;al., 2017</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B11">Gao et&#xa0;al., 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B10">Gao et&#xa0;al., 2021</xref>) can interrupt the normal operation of docks, cause the extreme movements of moored ships, and even give rise to the break of mooring lines. Moreover, liquefaction of the seabed induced by sea wave (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Jeng, 2015</xref>) can cause the destruction of offshore structures, which further affects the safety of human operations in ocean and even leads to accidents (e.g., oil spills) with a negative impact on the marine ecosystem (<xref ref-type="bibr" rid="B42">Soto et&#xa0;al., 2014</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B28">Joydas et&#xa0;al., 2017</xref>). The United Nations aimed to achieve considerable progress in science and technology areas to generate safe and clean oceans from 2021 to 2030 (<xref ref-type="bibr" rid="B40">Ryabinin et&#xa0;al., 2019</xref>). The seabed would liquefy when it is subjected to wave loadings or seismic loadings, and it was found that the liquefaction mechanism for the seabed under wave and earthquake actions is similar (<xref ref-type="bibr" rid="B52">Ye et&#xa0;al., 2018</xref>). Considering that the waves are the most frequent load over the seabed in the ocean environment, the dynamic response and liquefaction behavior of the seabed under wave loadings are the key factors in the design of marine structures.</p>
<p>Since the middle of the last century, scholars began to investigate the dynamic response of the seabed under wave load. Due to complexity of the problem, researchers attempted to present the explicit closed-form solution for the wave-induced seabed response based on the quasi-static (QS) governing equation, such as general consolidation equation of <xref ref-type="bibr" rid="B1">Biot (1941)</xref> or storage equation of <xref ref-type="bibr" rid="B47">Verruijt (1969)</xref>. <xref ref-type="bibr" rid="B51">Yamamoto et&#xa0;al. (1978)</xref> and <xref ref-type="bibr" rid="B34">Madsen (1978)</xref> derived their analytical solutions for the dynamic response of poroelastic seabed under linear wave. Following the work by <xref ref-type="bibr" rid="B51">Yamamoto et&#xa0;al. (1978)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B36">Okusa (1985)</xref> further considered the effect of seabed saturation and obtained the analytical solution for unsaturated seabed. In addition, various waved-induced seabed response problems have been investigated in terms of the QS governing equation (<xref ref-type="bibr" rid="B35">Mei and Foda, 1981</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B18">Hsu et&#xa0;al., 1993</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B43">Tsai and Lee, 1995</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B25">Jeng and Seymour, 1997</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B29">Kitano and Mase, 2001</xref>). In view of QS governing equation disregarding the accelerations of the pore fluid and soil skeleton, the subsequent studies mainly based on the fully or partly poroelastodynamic theory by <xref ref-type="bibr" rid="B2">Biot (1956)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B3">Biot (1962)</xref> and <xref ref-type="bibr" rid="B60">Zienkiewicz et&#xa0;al. (1980)</xref>. <xref ref-type="bibr" rid="B41">Sakai et&#xa0;al. (1988)</xref> considered the effects of the acceleration of pore fluid and solid and the gravity, and derived the analytical solution of the seabed response under small amplitude wave. <xref ref-type="bibr" rid="B24">Jeng et&#xa0;al. (1999)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B23">Jeng and Rahman (2000)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B26">Jeng and Zhang (2005)</xref> used a partly dynamic (PD) formulation in their study and found that the dynamic response of the seabed under certain combinations of different wave and seabed conditions differs significantly from that without considering inertial items. The similar conclusions about the contribution of inertial items can also be found in <xref ref-type="bibr" rid="B53">Yuhi and Ishida (1998)</xref> and <xref ref-type="bibr" rid="B39">Quiuqui et&#xa0;al. (2022)</xref>, who employed the fully dynamic (FD) formulation to solve the related problem. To enhance the practicability of the simplified solutions in engineering, <xref ref-type="bibr" rid="B46">Ulker et&#xa0;al. (2009)</xref> presented the scope of application of FD, PD and QS formulations in the frame of linear wave theory. Besides, <xref ref-type="bibr" rid="B31">Le M&#xe9;haut&#xe9; (1976)</xref> provided the scope of application of different wave models corresponding to different types of ocean waves and seabed conditions. The dynamic response of the seabed under different types of wave loadings has been studied in detail, such as cnoidal wave (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Hsu et&#xa0;al., 2019</xref>), second-order Stokes wave (<xref ref-type="bibr" rid="B21">Jeng and Cha, 2003</xref>) and the combination of wave and currents (<xref ref-type="bibr" rid="B38">Qi et&#xa0;al., 2020</xref>).</p>
<p>Seabed tends to exhibit anisotropy and stratification due to the long-time natural sediment process. The researchers gradually paid their effort to seek the influence mechanism of material anisotropy and stratification on the dynamic response of the seabed. <xref ref-type="bibr" rid="B25">Jeng and Seymour (1997)</xref> studied the influence of hydraulic anisotropy on the waved-induce seabed response, however the soil is limited to isotropic medium. <xref ref-type="bibr" rid="B12">Gatmiri (1992)</xref> carried out the numerical analysis of the dynamic response of sandy seabed considering material anisotropy, and found that the effect of anisotropic parameters on the dynamic response of seabed is significant. <xref ref-type="bibr" rid="B16">Hsu and Jeng (1994)</xref> developed an analytical solution for the wave-induced response of the seabed by modelling the seabed material as transversely isotropic (TI) medium. Subsequent study on TI seabed also showed the significant effect of anisotropy on the dynamic response of the seabed (<xref ref-type="bibr" rid="B54">Yuhi and Ishida, 2002</xref>). For the layered seabed, <xref ref-type="bibr" rid="B50">Yamamoto (1981)</xref> analytically studied the response of multilayered poroelastic seabed to wave and found that the instabilities can be prevented by covering the bed by a layer of concrete blocks or rubble. Ulker&#x2019;s studies on two-layer seabed (<xref ref-type="bibr" rid="B44">Ulker, 2012a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B45">Ulker, 2012b</xref>) indicated that material layering has great influence on the dynamic response of the seabed. However, the propagating matrix of the field quantities in his study is too cumbersome, hence the theoretical solution only models the seabed as a two-layer structure. <xref ref-type="bibr" rid="B33">Li et&#xa0;al. (2020)</xref> employed the DVP method to establish the propagating matrix among different layers, which greatly improved the computational efficiency. It is noted that DVP method is very powerful and stable, and has been applied in different study areas, such as geophysics (<xref ref-type="bibr" rid="B58">Zhou et&#xa0;al., 2021</xref>), time-harmonic load buried in layered poroelastic medium (<xref ref-type="bibr" rid="B56">Zhang and Pan, 2020</xref>), moving load over layered poroelastic medium (<xref ref-type="bibr" rid="B32">Liu et&#xa0;al., 2022</xref>), and rigid disc resting on layered subgrade (<xref ref-type="bibr" rid="B57">Zhang and Pan, 2023</xref>), etc. Besides, <xref ref-type="bibr" rid="B8">Chen et&#xa0;al. (2022)</xref> employed the global dynamic stiffness matrix method to handle the layered structure. The comparison among different propagating matrix methods was reviewed by <xref ref-type="bibr" rid="B37">Pan (2019)</xref>, which could give better understanding for the researchers to attack the layered problem.</p>
<p>Researchers have found from observations of waves on the sea surface that climatic factors generally cause the wave to show the non-linearity (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Lauton et&#xa0;al., 2021</xref>). <xref ref-type="bibr" rid="B21">Jeng and Cha (2003)</xref> derived the analytical solutions for the dynamic response of a homogeneous seabed to second-order Stokes wave. <xref ref-type="bibr" rid="B59">Zhou et&#xa0;al. (2011)</xref> obtained the solution for a two-layer isotropic seabed under the action of second-order Stokes wave. By modelling the seabed as an elasto-plastic material, <xref ref-type="bibr" rid="B4">Chen et&#xa0;al. (2019)</xref> numerically analyzed the dynamic characteristics of a homogeneous TI poroelastic seabed under second-order Stokes wave. From previous works, the dynamic response of TI multilayered poroelastic seabed under non-linear wave has not been reported yet. Hence, the objective of the present study is to develop a semi-analytical solution to systematically investigate the dynamic response and liquefaction potential of TI multilayered poroelastic seabed under second-order Stokes wave. To achieve this end, we decouple Biot&#x2019;s complete dynamic equations for TI poroelastic medium using powerful scalar potential functions expressed in the (<bold>
<italic>u</italic>
</bold>, <italic>p</italic>) form and gain the general solution for any homogeneous layer. Then we utilize the DVP method to derive the semi-analytical solutions for the layered seabed. Finally, the influence of the main soil parameters on the dynamic response and liquefaction behavior of seabed under both non-linear and linear waves is analyzed in detail.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<label>2</label>
<title>The boundary-value problem</title>
<p>As shown in <xref ref-type="fig" rid="f1">
<bold>Figure&#xa0;1</bold>
</xref>, the second-order Stokes waves propagating over a TI layered poroelastic seabed with a rigid impermeable bottom is considered in the present study. The layered seabed is arranged from the top surface to the bottom of the seabed in the order of layer 1 to layer <italic>n</italic>. Following <xref ref-type="bibr" rid="B33">Li et&#xa0;al. (2020)</xref>, the coordinate <italic>z</italic> is vertically upwards with the negative value below the mudline, hence the thickness of layer <italic>j</italic> (1&#x2264;<italic>j</italic>&#x2264;<italic>n</italic>) can be denoted by <italic>h<sub>j</sub>
</italic>=<italic>z<sub>j-</sub>
</italic>
<sub>1</sub>
<italic>-z<sub>j</sub>
</italic>. Each layer is assumed to be composed of homogeneous TI poroelastic material and the interfaces between adjacent layers are perfectly connected. Moreover, the wave-height, wavelength and depth of sea water are denoted by <italic>H</italic>, <italic>L</italic> and <italic>d</italic>, respectively.</p>
<fig id="f1" position="float">
<label>Figure&#xa0;1</label>
<caption>
<p>Interaction between the ocean wave and TI layered poroelastic seabed.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g001.tif"/>
</fig>
<sec id="s2_1">
<label>2.1</label>
<title>Governing equations</title>
<p>Following <xref ref-type="bibr" rid="B3">Biot (1962)</xref> and <xref ref-type="bibr" rid="B60">Zienkiewicz et&#xa0;al. (1980)</xref>, the equations of motion for the poroelastic medium can be expressed in terms of Cartesian coordinate system as</p>
<disp-formula>
<label>(1)</label>
<mml:math display="block" id="M1">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(2)</label>
<mml:math display="block" id="M2">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#xa8;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x2d9;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where the subscript index following a comma and dot above a symbol indicate the derivative with respect to a spatial coordinate and time, respectively; <italic>&#x3c3;<sub>ij</sub>
</italic> is the total stress tensor; <italic>p</italic> is the fluid pressure; <italic>&#x3d5;</italic> is the porosity; <italic>w<sub>i</sub>
</italic>=<italic>&#x3d5;</italic>(<italic>U<sub>i</sub>
</italic>-<italic>u<sub>i</sub>
</italic>) is the average displacement component of the fluid relative to the solid in which <italic>u<sub>i</sub>
</italic> and <italic>U<sub>i</sub>
</italic> are the displacement components of the solid skeleton and pore fluid, respectively; <italic>&#x3c1;</italic>=(1-<italic>&#x3d5;</italic>)<italic>&#x3c1;<sub>s</sub>
</italic>+<italic>&#x3d5;&#x3c1;<sub>f</sub>
</italic> is the density of the solid-fluid mixture with <italic>&#x3c1;<sub>f</sub>
</italic> and <italic>&#x3c1;<sub>s</sub>
</italic> being the densities of fluid and solid, respectively; <italic>k<sub>i</sub>
</italic> is the permeability coefficient (or called hydraulic conductivity coefficient) in the <italic>i</italic>th direction; <italic>g</italic> indicates the acceleration of gravity.</p>
<p>Following generalized Hooke&#x2019;s law, the stress-strain relationship under plane strain condition can be written as</p>
<disp-formula>
<label>(3)</label>
<mml:math display="block" id="M3">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>in which</p>
<disp-formula>
<label>(4)</label>
<mml:math display="block" id="M4">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(5)</label>
<mml:math display="block" id="M5">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>9</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <italic>&#x3b1;<sub>i</sub>
</italic> (<italic>i</italic>=1, 3) and <italic>M</italic> are the Biot&#x2019;s effective stress coefficients and Biot&#x2019;s modulus, respectively; <italic>C</italic>
<sub>11</sub>, <italic>C</italic>
<sub>12</sub>, <italic>C</italic>
<sub>13</sub>, <italic>C</italic>
<sub>33</sub>, <italic>C</italic>
<sub>44</sub> are the elastic constants, and the relation between the elastic constants and engineering parameters is listed in <xref ref-type="app" rid="app1">
<bold>Appendix A</bold>
</xref>; <italic>K<sub>s</sub>
</italic> and <italic>K<sub>f</sub>
</italic> are bulk moduli of solid skeleton and the pore fluid, respectively.</p>
<p>When seabed is in the unsaturated state with very small amount of gas, the following relation holds</p>
<disp-formula>
<label>(6)</label>
<mml:math display="block" id="M6">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <italic>S<sub>r</sub>
</italic> is the degree of saturation; <italic>K<sub>w</sub>
</italic> is the true bulk modulus of elasticity of water which is generally selected as 2&#xd7;10<sup>9</sup>Pa; <italic>P<sub>w</sub>
</italic>
<sub>0</sub>=<italic>&#x3c1;<sub>f</sub>gd</italic> is the absolute pore-fluid pressure with <italic>d</italic> being the depth of the sea water.</p>
</sec>
<sec id="s2_2">
<label>2.2</label>
<title>Continuity conditions</title>
<p>As already mentioned, we have assumed that any layer interface of the multilayered seabed is perfectly connected. Hence, the continuity conditions on <italic>z</italic>=<italic>z<sub>f</sub>
</italic> can be written as (<italic>i</italic>=<italic>x</italic>, <italic>z</italic>; <italic>j</italic>=<italic>x</italic>, <italic>z</italic>)</p>
<disp-formula>
<label>(7)</label>
<mml:math display="block" id="M7">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mtext>&#xa0;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
</sec>
<sec id="s2_3">
<label>2.3</label>
<title>Boundary conditions</title>
<sec id="s2_3_1">
<title>1) Boundary conditions at the seabed surface (<italic>z</italic>=0)</title>
<p>Based on the linear wave theory proposed by <xref ref-type="bibr" rid="B48">Wang (2017)</xref>, it is known that the pressure on the seabed surface is maximum when the wave is at the crest and vice versa. According to the study by <xref ref-type="bibr" rid="B21">Jeng and Cha (2003)</xref>, the dynamic wave pressure at the seabed surface (<italic>z</italic>=0) under the action of second-order Stokes wave can be expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(8)</label>
<mml:math display="block" id="M8">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>Re</mml:mi>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula><p>in which</p><disp-formula>
<label>(9)</label>
<mml:math display="block" id="M9">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>cosh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(10)</label>
<mml:math display="block" id="M10">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x3c0;</mml:mtext>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>sinh</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where i=(&#x2212;1)<sup>0.5</sup> is an imaginary number; <italic>k</italic>=2&#x3c0;/<italic>L</italic> is the wavenumber (<italic>L</italic>=wavelength); <italic>&#x3c9;</italic>=2&#x3c0;/<italic>T</italic> is the angular frequency of wave with period <italic>T</italic>. It is stated that we solve the problem in the complex variable domain to facilitate the derivation, hence we only take the real part of the complete solutions. Earlier study (<xref ref-type="bibr" rid="B49">Wang et&#xa0;al., 2005</xref>) has shown that the dispersion relation of second-order Stokes wave is consistent with linear wave, and <italic>&#x3c9;</italic> can be calculated iteratively from the following equation</p>
<disp-formula>
<label>(11)</label>
<mml:math display="block" id="M11">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>tanh</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>At the top surface of the seabed, the vertical effective stress and the shear stress are commonly assumed to be zero. Therefore, the boundary conditions on the top surface of the seabed can be written as</p>
<disp-formula>
<label>(12)</label>
<mml:math display="block" id="M12">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>&#xa0;</mml:mo>
<mml:mtext>at</mml:mtext>
<mml:mi>&#xa0;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</sec>
<sec id="s2_3_2">
<title>2) Boundary conditions at the seabed bottom</title>
<p>For the seabed of finite thickness with a rigid and impermeable bottom, the boundary condition can be expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(13)</label>
<mml:math display="block" id="M13">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mi>&#xa0;a</mml:mi>
<mml:mi>t&#xa0;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<label>3</label>
<title>Semi-analytical solution for the multilayered poroelastic seabed</title>
<sec id="s3_1">
<label>3.1</label>
<title>General solution to the governing equations</title>
<p>Since the wave-induced response of the seabed is periodic, we express the field quantities in the form of complex variables as</p>
<disp-formula>
<label>(14)</label>
<mml:math display="block" id="M14">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mi>Re</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <italic>m</italic>=1, 2 represents the response caused by the first-order and the second-order waves, respectively. <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im1">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im2">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im3">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im4">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im5">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>are the magnitudes of the dynamic response induced by the wave loading. To facilitate the derivation for the solution of the layered system in the following section, the stress components (e.g., <italic>&#x3c3;<sub>zz</sub>
</italic>(<italic>x</italic>, <italic>z</italic>, <italic>t</italic>), <italic>&#x3c4;<sub>xz</sub>
</italic>(<italic>x</italic>, <italic>z</italic>, <italic>t</italic>)) should also be expressed as the similar complex variable form. It is noted that the solution in the complex variables domain can be solved first, then taking the summation of the real part of each order results in the final solution.</p>
<p>Substituting Eq. (14) into Eq. (2), the following relations can be derived</p>
<disp-formula>
<label>(15)</label>
<mml:math display="block" id="M43">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(16)</label>
<mml:math display="block" id="M15">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula><p>where
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im7">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>;</p>
<disp-formula>
<label>(17)</label>
<mml:math display="block" id="M16">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>Combining Eqs. (1), (3), (14)-(16) and eliminating <italic>w<sub>x</sub>
</italic> and <italic>w<sub>z</sub>
</italic>, we have</p>
<disp-formula>
<label>(18)</label>
<mml:math display="block" id="M17">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where D is the differential operator (i.e., D=&#x2202;/&#x2202;<italic>z</italic>); <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im8">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<italic>i</italic>=1-6) are the coefficients with being defined as</p>
<disp-formula>
<label>(19)</label>
<mml:math display="block" id="M18">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>The potential function <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im9">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is introduced, which has been successfully applied to the dynamic response of the seabed under linear wave (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Li et&#xa0;al., 2020</xref>). The aforementioned field quantities can be expressed in terms of potential function as</p>
<disp-formula>
<label>(20)</label>
<mml:math display="block" id="M19">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>It is noted that the introduced potential function automatically satisfies the first and third equations in Eq. (18). Substituting Eq. (20) into Eq. (18), the final form of the governing equation can be written as</p>
<disp-formula>
<label>(21)</label>
<mml:math display="block" id="M20">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>D</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im10">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<italic>i</italic>=1-4) are coefficients, whose detailed expressions are given in <xref ref-type="app" rid="app2">
<bold>Appendix B</bold>
</xref>.</p>
<p>Through some algebraic calculations, the solution of Eq. (21) can be given as</p>
<disp-formula>
<label>(22)</label>
<mml:math display="block" id="M21">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im11">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(<italic>i</italic>=1-3) are given in <xref ref-type="app" rid="app3">
<bold>Appendix C</bold>
</xref>. The values of <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im12">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im13">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(<italic>i</italic>=1-3) are to be determined by the boundary conditions.</p>
<p>Substituting Eq. (22) into Eq. (20) and performing some algebraic calculations, the general solutions of displacements, pore pressure and stresses in any homogeneous layer under the action of second-order Stokes wave can be expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(23)</label>
<mml:math display="block" id="M22">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(24a)</label>
<mml:math display="block" id="M23">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(24b)</label>
<mml:math display="block" id="M24">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mstyle>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im14">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im15">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im16">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im17">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(<italic>i</italic>=1-3) are the coefficients given in <xref ref-type="app" rid="app4">
<bold>Appendix D</bold>
</xref>. It is noted that the effective stresses in Eq. (24b) are derived <italic>via</italic> the relations between total stress and pore pressure.</p>
</sec>
<sec id="s3_2">
<label>3.2.</label>
<title>Solution of multilayered seabed</title>
<p>We adopt the dual variable and position (DVP) method (<xref ref-type="bibr" rid="B37">Pan, 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B32">Liu et&#xa0;al., 2022</xref>) to expand the single-layer solution to the multilayered solution. It is stated again that the layered solution corresponding to different <italic>m</italic> will be solved separately and then be superposed together to gain the complete solution. To facilitate the derivation, e<sup>i</sup>
<italic>
<sup>m</sup>
</italic>
<sup>(</sup>
<italic>
<sup>kx</sup>
</italic>
<sup>-</sup>
<italic>
<sup>&#x3c9;t</sup>
</italic>
<sup>)</sup> is suppressed, and the vectors and diagonal matrices are defined as</p>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im18">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>;</p> <disp-formula>
<label>(25)</label>
<mml:math display="block" id="M25">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>
<inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im19">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>;</p> <disp-formula>
<label>(26)</label>
<mml:math display="block" id="M26">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im20">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im21">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>are the stress magnitudes.</p>
<p>Then the single-layer solution for <italic>j</italic>th layer can be rewritten in terms of matrix form as</p>
<disp-formula>
<label>(27)</label>
<mml:math display="block" id="M27">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im22">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the 3&#xd7;3 submatrix of 6&#xd7;6 matrix <italic>M<sup>(m)</sup>
</italic>, the elements of which are given in <xref ref-type="app" rid="app5">
<bold>Appendix E</bold>
</xref>.</p>
<p>Substituting <italic>z</italic>=<italic>z<sub>j</sub>
</italic>
<sub>&#x2212;1</sub> and <italic>z</italic>=<italic>z<sub>j</sub>
</italic> into Eq. (27), the solutions for the top and bottom interfaces of <italic>j</italic>th layer can be written as</p>
<disp-formula>
<label>(28)</label>
<mml:math display="block" id="M28">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(29)</label>
<mml:math display="block" id="M29">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>By eliminating the unknown vectors <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im23">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im24">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and making use of DVP method, the relation for the layer <italic>j</italic> can be expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(30)</label>
<mml:math display="block" id="M30">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula>
<label>(31)</label>
<mml:math display="block" id="M31">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>After gaining the layer-matrix relation for layer <italic>j</italic>+1, utilizing the continuity conditions Eq. (7) and making some algebraic operations leads to the recursive relationship from <italic>j</italic>th layer to (<italic>j</italic>+1)th layer</p>
<disp-formula>
<label>(32)</label>
<mml:math display="block" id="M32">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>in which</p>
<disp-formula>
<label>(33)</label>
<mml:math display="block" id="M33">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <bold>I</bold> denotes the identity matrix.</p>
<p>After obtaining the recurrence relation Eq. (32), the dynamic response of the layered seabed can be solved according to the boundary conditions. For the seabed of finite thickness, the boundary conditions in Eqs. (12) and (13) can be rewritten as</p>
<disp-formula>
<label>(34)</label>
<mml:math display="block" id="M34">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>31</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mtext>at&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;&#x2009;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula>
<label>(35)</label>
<mml:math display="block" id="M35">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;&#x2009;at&#x2009;&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2009;&#x2009;&#x2009;&#x2009;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where the subscript 1 in <italic>&#x3b1;</italic>
<sub>31</sub> denotes the layer number; <italic>P</italic>
<sup>(1)</sup>=<italic>P</italic>
<sub>1</sub> and <italic>P</italic>
<sup>(2)</sup>=<italic>P</italic>
<sub>2</sub>.</p>
<p>In order to solve the dynamic response at arbitrary depth <italic>z</italic>=<italic>z<sub>a</sub>
</italic> (say in layer <italic>j</italic>, see <xref ref-type="fig" rid="f1">
<bold>Figure&#xa0;1</bold>
</xref>), we further divide the homogeneous layer <italic>j</italic> into two sublayers, i.e., sublayers <italic>a</italic>1 and <italic>a</italic>2 on the top and bottom parts, respectively. We propagate the recursive relation Eq. (32) from layer 1 to sublayer <italic>a</italic>1 and from sublayer <italic>a</italic>2 to layer <italic>n</italic>, which yields the global matrix as</p>
<disp-formula>
<label>(36)</label>
<mml:math display="block" id="M36">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mstyle>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>Till here, the solutions for the filed quantities corresponding to different <italic>m</italic> are gained. Then taking the summation of solutions corresponding to <italic>m</italic>=1 and 2 yields the final solutions. It should be pointed out that for the homogeneous TI poroelastic seabed, the analytical solution can be easily derived by combining the boundary conditions in Eqs. (12) and (13), and general solution in Eqs. (23) and (24). In addition, if the seabed is actually a layered half-space, we only need set the <italic>n</italic>th layer with a very large thickness to gain the half-space results.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<label>4</label>
<title>Numerical results and discussions</title>
<sec id="s4_1">
<label>4.1</label>
<title>Verification of the present solution</title>
<p>In order to validate the reliability of the present solution, two cases corresponding to single-layer and multilayered seabed under linear wave are considered first. In the comparison, we take the amplitude of the pore pressure |<italic>p</italic>| and vertical effective stress |<italic>&#x3c3;</italic>
<sup>&#x2032;</sup>
<sub>
<italic>zz</italic>
</sub>| as the analyzed physical quantities. That is to say, |<italic>p</italic>| and |<italic>&#x3c3;</italic>
<sup>&#x2032;</sup>
<sub>
<italic>zz</italic>
</sub>| are the maximum value of <italic>p</italic> and <italic>&#x3c3;</italic>
<sup>&#x2032;</sup>
<sub>
<italic>zz</italic>
</sub> , respectively. The variable used for normalization is defined as <italic>p</italic>
<sub>0</sub>=<italic>&#x3c1;<sub>f</sub>gH</italic>/(2cosh(<italic>kd</italic>)). For the single-layer seabed (e.g., graveled seabed), the solution of <xref ref-type="bibr" rid="B22">Jeng and Lee (2001)</xref> and the reduced one of the present study are compared with using the following parameters: <italic>T</italic>=15 s, <italic>d</italic>=20 m, <italic>H</italic>=2 m, <italic>h</italic>=20 m, <italic>v</italic>=1/3, <italic>&#x3d5;</italic>=0.35, <italic>S<sub>r</sub>
</italic>=0.95-1.0, <italic>&#x3c1;<sub>s</sub>
</italic>=2650 kg/m<sup>3</sup>, <italic>&#x3c1;<sub>f</sub>
</italic>=1000 kg/m<sup>3</sup>, <italic>k<sub>x</sub>
</italic>=<italic>k<sub>z</sub>
</italic>=1&#xd7;10<sup>-1</sup> m/s, <italic>G<sub>h</sub>
</italic>=<italic>G<sub>v</sub>
</italic>=5&#xd7;10<sup>7</sup> N/m<sup>2</sup>. Moreover, the following poroelastic properties <italic>&#x3b1;</italic>
<sub>1</sub>=<italic>&#x3b1;</italic>
<sub>3</sub> = 1 and <italic>M</italic>=<italic>K<sub>f</sub>
</italic>/<italic>&#x3d5;</italic> are used in the present solution. <xref ref-type="fig" rid="f2">
<bold>Figure&#xa0;2</bold>
</xref> shows the comparison of the present reduced solution with that by <xref ref-type="bibr" rid="B22">Jeng and Lee (2001)</xref> for a homogeneous isotropic and poroelastic seabed subjected to linear wave. In order to gain the reduced solution for linear wave, we need to fix <italic>P</italic>
<sub>2</sub> = 0 and thus <italic>m</italic>=1. Notice that the complete Biot&#x2019;s poroelastodynamic theory are considered in both studies. It is observed from <xref ref-type="fig" rid="f2">
<bold>Figure&#xa0;2</bold>
</xref> that the solution of the present study is in good agreement with that of <xref ref-type="bibr" rid="B22">Jeng and Lee (2001)</xref>.</p>
<fig id="f2" position="float">
<label>Figure&#xa0;2</label>
<caption>
<p>Comparison of the present solution with existing one for a homogeneous isotropic and poroelastic seabed under linear wave: <bold>(A)</bold> pore pressure; <bold>(B)</bold> vertical effective stress.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g002.tif"/>
</fig>
<p>We further consider a two-layer seabed under linear wave and compare the reduced results from present study with those by <xref ref-type="bibr" rid="B17">Hsu et&#xa0;al. (1995)</xref> as shown in <xref ref-type="fig" rid="f3">
<bold>Figure&#xa0;3</bold>
</xref>. The parameters used for verification are: <italic>T</italic>=10 s, <italic>d</italic>=20 m, <italic>H</italic>=6 m, <italic>L</italic>=121.12 m, <italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>2</sub> = 10<sup>-3</sup> m/s, <italic>h</italic>
<sub>1</sub> = 10 m and <italic>h</italic>
<sub>2</sub> = 40 m. The remaining seabed parameters, except for permeability coefficient, are the same for both two layers and taken as <italic>v</italic>=1/3, <italic>&#x3d5;</italic>=0.3, <italic>S<sub>r</sub>
</italic>=0.975, <italic>&#x3c1;<sub>f</sub>
</italic>=1000 kg/m<sup>3</sup>, <italic>&#x3c1;<sub>s</sub>
</italic>=2000 kg/m<sup>3</sup>, <italic>G<sub>v</sub>
</italic>=<italic>G<sub>h</sub>
</italic>=1&#xd7;10<sup>7</sup> N/m<sup>2</sup>, <italic>&#x3b1;</italic>
<sub>1</sub>=<italic>&#x3b1;</italic>
<sub>3</sub> = 1 and <italic>M</italic>=<italic>K<sub>f</sub>
</italic>/<italic>&#x3d5;</italic>. It can be seen from <xref ref-type="fig" rid="f3">
<bold>Figure&#xa0;3</bold>
</xref> that the results from the reduced solution of present study agree well with those of <xref ref-type="bibr" rid="B17">Hsu et&#xa0;al. (1995)</xref>. It can be concluded from above two cases that the present solutions are applicable for both the single-layer and multilayered cases.</p>
<fig id="f3" position="float">
<label>Figure&#xa0;3</label>
<caption>
<p>Comparison of pore pressure of a layered isotropic poroelastic seabed under linear wave.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g003.tif"/>
</fig>
<p>The present solution is further compared with the existing one for a homogeneous, isotropic and poroelastic seabed under nonlinear wave. In the comparison, the parameters are: <italic>T</italic>=10 s, <italic>d</italic>=10 m, <italic>L</italic>=240 m, <italic>H</italic>=0.08tanh(<italic>kd</italic>) m, <italic>h</italic>=50 m, <italic>v</italic>=0.333, <italic>&#x3d5;</italic>=0.3, <italic>&#x3c1;<sub>s</sub>
</italic>=2650 kg/m<sup>3</sup>, <italic>&#x3c1;<sub>f</sub>
</italic>=1000 kg/m<sup>3</sup>, <italic>k<sub>x</sub>
</italic>=<italic>k<sub>z</sub>
</italic>=1&#xd7;10<sup>-3</sup> m/s, <italic>G<sub>h</sub>
</italic>=<italic>G<sub>v</sub>
</italic>=1&#xd7;10<sup>7</sup> N/m<sup>2</sup>, <italic>&#x3b1;</italic>
<sub>1</sub>=<italic>&#x3b1;</italic>
<sub>3</sub> = 1 and <italic>M</italic>=<italic>K<sub>f</sub>
</italic>/<italic>&#x3d5;</italic>. <xref ref-type="fig" rid="f4">
<bold>Figure&#xa0;4</bold>
</xref> shows the comparison of the present reduced solution with that by <xref ref-type="bibr" rid="B59">Zhou et&#xa0;al. (2011)</xref> for a homogeneous, isotropic and poroelastic seabed subjected to second-order Stokes wave. |<italic>u<sub>z</sub>
</italic>| in <xref ref-type="fig" rid="f4">
<bold>Figure&#xa0;4</bold>
</xref> denotes the amplitude of <italic>u<sub>z</sub>
</italic>. It can be observed from <xref ref-type="fig" rid="f4">
<bold>Figure&#xa0;4</bold>
</xref> that the results from the present study have good agreement with those from <xref ref-type="bibr" rid="B59">Zhou et&#xa0;al. (2011)</xref>.</p>
<fig id="f4" position="float">
<label>Figure&#xa0;4</label>
<caption>
<p>Comparison of the present solution with existing one for a homogeneous, isotropic and poroelastic seabed under second-order Stokes wave.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g004.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s4_2">
<label>4.2</label>
<title>Numerical analysis</title>
<p>It has been mentioned in <xref ref-type="bibr" rid="B33">Li et&#xa0;al. (2020)</xref> that the linear wave-induced dynamic response of a finite-thickness seabed is dependent on the properties of the soil, and anisotropic stiffness and permeability have significant effect on the seabed response. However, the dynamic response of the anisotropic seabed under non-linear wave is still unknown. Therefore, in the subsequent study, we will analyze the dynamic response and liquefaction behavior of single-layer and multilayered anisotropic seabed with different anisotropic parameters and degree of saturation and subjected to non-linear wave. The basic poroelastic properties and wave conditions used in the following analysis are listed in <xref ref-type="table" rid="T1">
<bold>Table&#xa0;1</bold>
</xref>, and it should be pointed out that all parameters are taken from this table if there is no further statement.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>Table&#xa0;1</label>
<caption>
<p>The basic poroelastic properties and wave conditions.</p>
</caption>
<table frame="hsides">
<tbody>
<tr>
<th valign="top" align="left">
<italic>Wave characteristics</italic>
</th>
<th valign="top" align="center">
<italic>Value</italic>
</th>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Wave period <italic>T</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">12 s</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Wave height <italic>H</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">8 m</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Water depth <italic>d</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">0.125<italic>L</italic> m</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">
<italic>Soil characteristics</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">
<italic>Value</italic>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Seabed thickness <italic>h</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">24 m</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Density of soil skeleton <italic>&#x3c1;<sub>s</sub>
</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">2650 kg/m<sup>3</sup>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Density of pore fluid <italic>&#x3c1;<sub>f</sub>
</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">1000 kg/m<sup>3</sup>
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Degree of saturation S<sub>r</sub>
</td>
<td valign="top" align="center">0.975</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Porosity <italic>&#x3d5;</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">0.35</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Poisson&#x2019;s ratio <italic>&#x3bd;<sub>h</sub>=&#x3bd;<sub>v</sub>
</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">0.4</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">True bulk modulus of elasticity of water <italic>K<sub>w</sub>
</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">2&#xd7;10<sup>9</sup> Pa</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Bulk modulus of soil skeleton <italic>K<sub>s</sub>
</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">3.6&#xd7;10<sup>10</sup> Pa</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Permeability coefficient <italic>k<sub>x</sub>
</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">10<sup>-4</sup> m/s</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Shear modulus <italic>G<sub>v</sub>
</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">5&#xd7;10<sup>6</sup> Pa</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">Young&#x2019;s modulus <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
</td>
<td valign="top" align="center">1.4&#xd7;10<sup>7</sup> Pa</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="f5">
<bold>Figure&#xa0;5</bold>
</xref> shows the comparison of the induced pressures induced by non-linear wave (i.e., second-order Stokes wave) and linear wave at the seabed surface. It can be observed that the wave loading by non-linear wave is different with that by linear wave. Compared to linear wave, the wave loading by non-linear wave shows higher/sharper wave crest and lower/flatter wave trough, and takes on more evident characteristics of asymmetric distribution. As a result, fully understanding the difference in the induced filed quantities (e.g., pore pressure, vertical effective stress) by linear and non-linear waves for different soil properties is of great importance. In the following parts, based on the input data given in <xref ref-type="table" rid="T1">
<bold>Table&#xa0;1</bold>
</xref>, the influence of anisotropic stiffness, anisotropic permeability, degree of saturation and stratification on the vertical distribution of maximum pore pressure |<italic>p</italic>|, vertical effective stress |<italic>&#x3c3;</italic>
<sup>&#x2032;</sup>
<sub>
<italic>zz</italic>
</sub>| and shear stress |<italic>&#x3c4;</italic>
<sub>
<italic>xz</italic>
</sub>| are analyzed for both linear and non-linear waves. Unless otherwise stated, the solid and dash line denote, respectively, the response of non-linear and line waves in <xref ref-type="fig" rid="f6">
<bold>Figures&#xa0;6</bold>
</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="f14">
<bold>14</bold>
</xref>.</p>
<fig id="f5" position="float">
<label>Figure&#xa0;5</label>
<caption>
<p>Comparison between the induced pressures by second-order Stokes wave and linear wave at the seabed surface.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g005.tif"/>
</fig>
<fig id="f6" position="float">
<label>Figure&#xa0;6</label>
<caption>
<p>Influence of anisotropic stiffness on the dynamic response of the seabed under non-linear and linear waves: anisotropic moduli ratios <italic>G<sub>v</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic> in <bold>(A&#x2013;C)</bold> and <italic>E<sub>h</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic> in <bold>(D&#x2013;F)</bold>.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g006.tif"/>
</fig>
<sec id="s4_2_1">
<label>4.2.1</label>
<title>Influence of soil properties</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="f6">
<bold>Figure&#xa0;6</bold>
</xref> illustrates the influence of anisotropic stiffness on the dynamic response of the seabed under non-linear and linear waves. The anisotropic stiffness is commonly portrayed by two anisotropic moduli ratios, i.e., <italic>E<sub>h</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic> and <italic>G<sub>v</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic> with reference modulus <italic>E<sub>v</sub>
</italic>. For non-linear wave, the maximum pore pressure |<italic>p</italic>| decreases (increases) with the increase of <italic>E<sub>h</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic> (<italic>G<sub>v</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>), while the maximum vertical effective stress |<italic>&#x3c3;</italic>
<sup>&#x2032;</sup>
<sub>
<italic>zz</italic>
</sub>| shows the opposite changing trend. Moreover, the effect of <italic>G<sub>v</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic> is more pronounced than that of <italic>E<sub>h</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>, especially for the influence on the maximum shear stress |<italic>&#x3c4;<sub>xz</sub>
</italic>|. It can be also observed that, for both the non-linear and linear waves, the changing trend of field quantities is similar except for the different amplitude. That is to say, for fixed anisotropic moduli ratio, |<italic>p</italic>|, |<italic>&#x3c3;</italic>
<sup>&#x2032;</sup>
<sub>
<italic>zz</italic>
</sub>| and |<italic>&#x3c4;<sub>xz</sub>
</italic>| by non-linear wave are greater than those by linear wave within the observed depth range.</p>
<p>As known to us, the marine sediments exhibit obvious anisotropic permeability in nature and a small amount of gas is common to be observed in those bulk materials. The anisotropic permeability ratio <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic> is commonly introduced to characterize the anisotropic permeability, while the degree of saturation <italic>S<sub>r</sub>
</italic> is defined as the ratio of the volume of water to the total volume of void space to intuitively reflect the content of gas. To clearly reflect the influence of <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic> and <italic>S<sub>r</sub>
</italic>, the seabed is assumed to be composed of isotropic poroelastic material. <xref ref-type="fig" rid="f7">
<bold>Figures&#xa0;7</bold>
</xref>, <xref ref-type="fig" rid="f8">
<bold>8</bold>
</xref> depict the influence of anisotropic permeability and degree of saturation on the dynamic response of homogeneous isotropic poroelastic seabed, respectively. It can be seen from <xref ref-type="fig" rid="f7">
<bold>Figures&#xa0;7</bold>
</xref>, <xref ref-type="fig" rid="f8">
<bold>8</bold>
</xref> that <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic> and <italic>S<sub>r</sub>
</italic> have marked influence on the distribution of the pore pressure and vertical effective stress. Under the action of linear or non-linear wave, |<italic>p</italic>| (|<italic>&#x3c3;</italic>
<sup>&#x2032;</sup>
<sub>
<italic>zz</italic>
</sub>| ) increase (decreases) with increasing <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic> or <italic>S<sub>r</sub>
</italic>. However, the effect of <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic> and <italic>S<sub>r</sub>
</italic> on |<italic>&#x3c4;<sub>xz</sub>
</italic>| is relatively small, particularly |<italic>&#x3c4;<sub>xz</sub>
</italic>| is not very sensitive to <italic>S<sub>r</sub>
</italic>. Similar to the influence of anisotropic stiffness, |<italic>p</italic>|, |<italic>&#x3c3;</italic>
<sup>&#x2032;</sup>
<sub>
<italic>zz</italic>
</sub>| and |<italic>&#x3c4;<sub>xz</sub>
</italic>| by the non-linear wave are greater than those by linear wave in the observed depth range.</p>
<fig id="f7" position="float">
<label>Figure&#xa0;7</label>
<caption>
<p>Influence of anisotropic permeability on the dynamic response of homogeneous isotropic seabed under non-linear and linear waves. <bold>(A)</bold> pore pressure; <bold>(B)</bold> vertical effective stress; <bold>(C)</bold> shear stress.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g007.tif"/>
</fig>
<fig id="f8" position="float">
<label>Figure&#xa0;8</label>
<caption>
<p>Influence of degree of saturation <italic>S<sub>r</sub>
</italic> on the dynamic response of homogeneous isotropic seabed under non-linear and linear waves. <bold>(A)</bold> pore pressure; <bold>(B)</bold> vertical effective stress; <bold>(C)</bold> shear stress.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g008.tif"/>
</fig>
<p>In practical engineering, the stratification is the intrinsic behavior of the seabed due to the long-time sedimentation process of the soil. To study the effect of stratification, a typical two-layer TI poroelastic seabed with different stiffness is constructed. The thicknesses of two layers are fixed at <italic>h</italic>
<sub>1</sub> = 8 m and <italic>h</italic>
<sub>2</sub> = 16 m, respectively. The specific parameters used in calculation for plotting <xref ref-type="fig" rid="f9">
<bold>Figure&#xa0;9</bold>
</xref> are <italic>E<sub>hi</sub>
</italic>/<italic>E<sub>vi</sub>
</italic>=0.8, <italic>G<sub>vi</sub>
</italic>/<italic>E<sub>vi</sub>
</italic>=0.6, <italic>k<sub>zi</sub>
</italic>/<italic>k<sub>xi</sub>
</italic>=1 and <italic>S<sub>ri</sub>
</italic>=0.975 (<italic>i</italic>=1, 2), and the left parameters are selected from <xref ref-type="table" rid="T1">
<bold>Table&#xa0;1</bold>
</xref>. As shown in <xref ref-type="fig" rid="f9">
<bold>Figure&#xa0;9</bold>
</xref>, under the action of the non-linear wave, |<italic>p</italic>| (|<italic>&#x3c3;</italic>
<sup>&#x2032;</sup>
<sub>
<italic>zz</italic>
</sub>| ) decreases (increases) roughly with increasing <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>2</sub> above the layer interface, while they show the completely opposite changing trend below the layer interface. |<italic>&#x3c4;<sub>xz</sub>
</italic>| decreases with increasing <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>2</sub>, and there exists a difference in the changing rate above and below the layer interface. Moreover, the amplitude of induced field quantities by non-linear wave are still larger than that by the linear wave. Therefore, it could be concluded from <xref ref-type="fig" rid="f6">
<bold>Figures&#xa0;6</bold>
</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="f9">
<bold>9</bold>
</xref> that the maximum pore pressure, vertical effective stress and shear stress by non-linear wave are higher than those by linear wave due to the larger wave crest of non-linear wave.</p>
<fig id="f9" position="float">
<label>Figure&#xa0;9</label>
<caption>
<p>Influence of modulus ratio <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>2</sub> on the dynamic response of the TI poroelastic seabed under non-linear and linear waves. <bold>(A)</bold> pore pressure; <bold>(B)</bold> vertical effective stress; <bold>(C)</bold> shear stress.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g009.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s4_2_2">
<label>4.2.2</label>
<title>Analysis of liquefaction</title>
<p>
<xref ref-type="bibr" rid="B17">Hsu et&#xa0;al. (1995)</xref> reported that that the liquefaction criterion based on effective normal stress may not be valid when effective stress is low. Hence, the 3-D liquefaction criterion proposed by <xref ref-type="bibr" rid="B17">Hsu et&#xa0;al. (1995)</xref> is employed in the present study with being defined as</p>
<disp-formula>
<label>(37)</label>
<mml:math display="block" id="M37">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <italic>K</italic>
<sub>0</sub>=<italic>v</italic>/(1&#x2212;<italic>v</italic>) denotes the lateral earth pressure coefficient at rest. <italic>&#x3b3;<sub>s</sub>
</italic> and <italic>&#x3b3;<sub>w</sub>
</italic> denote the unit weights of the seabed soil and water, respectively. <italic>p<sub>b</sub>
</italic> and <italic>p</italic> denote the wave pressure at the surface of the seabed and the wave-induced pore pressure at depth <italic>z</italic> in the seabed, respectively. This calculation method considers the left and right sides of Eq. (37) as the initial vertical effective stress and the excess pore pressure, respectively. Eq. (37) indicates that when the excess pore pressure is greater than the initial vertical effective stress, liquefaction of the seabed will potentially occur. In the following part, the liquefaction zone for different parameters under both non-linear and linear waves are analyzed in detail.</p>
<p>The liquefied zone in a homogeneous TI poroelastic seabed for different anisotropic moduli ratios under both linear and non-linear waves is shown in <xref ref-type="fig" rid="f10">
<bold>Figure&#xa0;10</bold>
</xref>. The anisotropic ratios <italic>E<sub>h</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic> and <italic>G<sub>v</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic> have significant influence on the maximum potential liquefaction depth for two kind of waves. The maximum liquefaction depth increases with increasing <italic>E<sub>h</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic> or decreasing <italic>G<sub>v</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>, which indicates that it is necessary to consider the anisotropy of the seabed to accurately judge the liquefaction potential. Moreover, for the same material parameters of the seabed, the maximum liquefaction depth induced by the non-linear wave is markedly lower than that by the linear wave. However, the liquefaction width by the non-linear wave is wider than that by the linear wave. This phenomenon could be due to the fact that the wave trough of the non-linear ocean wave is much lower and flatter than the linear wave.</p>
<fig id="f10" position="float">
<label>Figure&#xa0;10</label>
<caption>
<p>Liquefaction zone in a homogeneous TI poroelastic seabed for various anisotropic moduli ratio: <bold>(A)</bold> <italic>E<sub>h</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>=0.5, <bold>(B)</bold> <italic>E<sub>h</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>=1 and <bold>(C)</bold> <italic>E<sub>h</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>=1.5 with fixed <italic>G<sub>v</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>=1/2.8; <bold>(D)</bold> <italic>G<sub>v</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>=0.1, <bold>(E)</bold> <italic>G<sub>v</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>=1/2.8 and <bold>(F)</bold> <italic>G<sub>v</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>=0.6 with fixed <italic>E<sub>h</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>=1.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g010.tif"/>
</fig>
<p>The liquefaction zone in a homogeneous isotropic poroelastic seabed for various anisotropic permeability ratio is shown in <xref ref-type="fig" rid="f11">
<bold>Figure&#xa0;11</bold>
</xref>. It can be seen from <xref ref-type="fig" rid="f11">
<bold>Figure&#xa0;11</bold>
</xref> that the anisotropic permeability makes great contribution to the liquefaction potential. When <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic>=1, the liquefaction depth in the seabed is the biggest. As <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic> decreases (e.g., <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic>&lt;1), the liquefaction depth shows little decrease and liquefaction width shows obvious increase. Through detailed calculation, when <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic> further decreases to 0.0001, the liquefaction depth shows negligible variation indicating there exists a critical value for <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic>. However, when <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic> increases (e.g., <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic>&gt;1), both liquefaction depth and liquefaction width markedly decrease. Through further calculation, when <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic>=10 (the result is not given in the figure), the non-linear wave no longer produces liquefaction and the liquefaction zone produced by the linear wave tends to zero. This phenomenon may be due to the fact that the pore pressure is hard to develop in the soil with better permeability, thus the vertical effective stress makes the controlling contribution. It could be concluded that increasing the vertical permeability of the seabed will greatly reduce the probability of the occurrence of liquefaction.</p>
<fig id="f11" position="float">
<label>Figure&#xa0;11</label>
<caption>
<p>Liquefaction zone in a homogeneous isotropic poroelastic seabed for various anisotropic permeability ratio: <bold>(A)</bold> <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic>=0.1, <bold>(B)</bold> <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic>=1 and <bold>(C)</bold> <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic>=5.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g011.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="f12">
<bold>Figure&#xa0;12</bold>
</xref> shows the liquefaction zone in a homogeneous isotropic poroelastic seabed for various degree of saturation. As reported in past studies, when <italic>S<sub>r</sub>
</italic>=1 the subgrade would not liquefy (<xref ref-type="bibr" rid="B19">Jeng, 1996</xref>), while the seabed could liquefy at certain soil properties conditions (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Chen et&#xa0;al., 2022</xref>). Hence, we present the results corresponding to <italic>S<sub>r</sub>
</italic>=0.95, 0.975 and 0.99. It is found that the maximum liquefaction depth decreases significantly with increasing <italic>S<sub>r</sub>
</italic>. When the seabed tends to be completely saturated, the probability of seabed liquefaction will be greatly reduced.</p>
<fig id="f12" position="float">
<label>Figure&#xa0;12</label>
<caption>
<p>Liquefaction zone in a homogeneous isotropic poroelastic seabed for various degree of saturation: <bold>(A)</bold> <italic>S<sub>r</sub>
</italic>=0.95, <bold>(B)</bold> <italic>S<sub>r</sub>
</italic>=0.975 and <bold>(C)</bold> <italic>S<sub>r</sub>
</italic>=0.99.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g012.tif"/>
</fig>
<p>The liquefaction zone in a two-layer anisotropic seabed for various moduli ratio <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>2</sub> is shown in <xref ref-type="fig" rid="f13">
<bold>Figure&#xa0;13</bold>
</xref>. The depth and width of the liquefaction zone in the seabed increase with the increase of <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>2</sub>. In other words, when the other parameters are fixed, the stiff top layer makes the seabed much easier to liquefy. The liquefaction zone in a two-layer anisotropic seabed for various permeability ratio <italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>2</sub> is shown in <xref ref-type="fig" rid="f14">
<bold>Figure&#xa0;14</bold>
</xref>. The effect of <italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>2</sub> is similar to the effect of anisotropic permeability ratio <italic>k<sub>z</sub>
</italic>/<italic>k<sub>x</sub>
</italic> in the single-layer case. When the permeability of the first layer increases, the pore pressure is hard to accumulate, resulting in more vertical effective stress in the seabed and thus the lower liquefaction depth. Furthermore, it can be concluded from <xref ref-type="fig" rid="f10">
<bold>Figures&#xa0;10</bold>
</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="f14">
<bold>14</bold>
</xref> that the liquefaction depth and liquefaction width by the non-linear wave are lower than those by the linear wave for various soil properties. Hence, in order to accurately judge the liquefaction potential of the seabed, the anisotropic stiffness, anisotropic permeability, degree of saturation and stratification should be carefully considered.</p>
<fig id="f13" position="float">
<label>Figure&#xa0;13</label>
<caption>
<p>Liquefaction zone in a two-layer TI poroelastic seabed for various <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>2</sub>: <bold>(A)</bold> <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>2</sub> = 0.5, <bold>(B)</bold> <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>2</sub> = 1 and <bold>(C)</bold> <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>2</sub> = 1.5 with fixed <italic>E<sub>hi</sub>
</italic>/<italic>E<sub>vi</sub>
</italic>=0.8, <italic>G<sub>vi</sub>
</italic>/<italic>E<sub>vi</sub>
</italic>=0.6, <italic>k<sub>zi</sub>
</italic>/<italic>k<sub>xi</sub>
</italic>=1, <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>2</sub> = 1.4&#xd7;10<sup>7</sup> Pa.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g013.tif"/>
</fig>
<fig id="f14" position="float">
<label>Figure&#xa0;14</label>
<caption>
<p>Liquefaction region in a two-layer TI poroelastic seabed for various <italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>2</sub>: <bold>(A)</bold> <italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>2</sub> = 0.1, <bold>(B)</bold> <italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>2</sub> = 1 and <bold>(C)</bold> <italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>2</sub> = 5 with fixed <italic>E<sub>hi</sub>
</italic>/<italic>E<sub>vi</sub>
</italic>=0.8, <italic>G<sub>vi</sub>
</italic>/<italic>E<sub>vi</sub>
</italic>=0.6, <italic>k<sub>zi</sub>
</italic>/<italic>k<sub>xi</sub>
</italic>=1, <italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>2</sub> = 1&#xd7;10<sup>-4</sup> m/s.</p>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fmars-09-1082337-g014.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s5" sec-type="conclusions">
<label>5</label>
<title>Conclusions</title>
<p>In this study, the dynamic response of a TI multilayered poroelastic seabed under non-linear wave is established based on Biot&#x2019;s complete dynamic consolidation theory and second-order Stokes theory. The corresponding solution is derived by virtue of potential-function scheme and DVP method. After verifying the accuracy and reliability of the developed solution, the effects of main parameters on the dynamic response and liquefaction potential of single-layer and multilayered anisotropic poroelastic seabed are analyzed. The main conclusions can be summarized as follows:</p>
<list list-type="order">
<list-item>
<p>Compared to the linear wave, the nonlinear wave shows higher/sharper wave crest and lower/flatter wave trough with the evident behavior of asymmetric distribution. The changing rule of pore pressure, normal effective stress and shear stress in the seabed induced by non-linear wave is similar with that by the linear wave, except for much higher induced amplitude by non-linear wave. For the liquefaction potential, the depth and width of liquefaction by the nonlinear wave are generally lower than those by linear wave for various soil properties.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>Both anisotropic stiffness and permeability have significant influence on the dynamic response and liquefaction potential of the seabed to non-linear wave. The maximum liquefaction depth increases with increasing <italic>E<sub>h</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic> or decreasing <italic>G<sub>v</sub>
</italic>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>, while the liquefaction zone by the nonlinear wave is wider than that by the linear wave. The influence of anisotropic permeability on the liquefaction depth is relatively complex.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>The degree of saturation <italic>S<sub>r</sub>
</italic> of the seabed has a significant effect on the dynamic response and liquefaction potential of the seabed under non-linear wave. The maximum pore pressure (vertical effective stress) increase (decreases) with increasing <italic>S<sub>r</sub>
</italic>. The seabed soil is less susceptible to liquefy as the degree of saturation increases.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>The stratification has remarkable influence on the dynamic response of the seabed subjected to non-linear wave. For a typical two-layer seabed, the depth and width of the liquefaction zone increase with increasing <italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>E<sub>v</sub>
</italic>
<sub>2</sub> (i.e., increasing Young&#x2019;s modulus in the top layer) and decrease with increasing <italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>1</sub>/<italic>k<sub>z</sub>
</italic>
<sub>2</sub> (i.e., increasing vertical permeability coefficient in the top layer). That is to say, when the top layer is stiff or the corresponding permeability is poor, the seabed is much easier to liquefy.</p>
</list-item>
</list>
</sec>
<sec id="s6" sec-type="data-availability">
<title>Data availability statement</title>
<p>The raw data supporting the conclusions of this article will be  available by the corresponding authors upon request.</p>
</sec>
<sec id="s7" sec-type="author-contributions">
<title>Author contributions</title>
<p>ZZ: Software, Writing original draft. BZ: Formal analysis, Writing original draft. XL: Methodology, Writing-review and editing, Supervision. ZW: Conceptualization, Methodology. All authors contributed to the article and approved the submitted version.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s8" sec-type="funding-information">
<title>Funding</title>
<p>This research is supported by National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 52178367, 52078467), Natural Science Foundation of Zhejiang Province (Grant No. LHZ21E090001), and Research and Development Fund of Zhejiang A &amp; F University (Grant No. 2020FR052).</p>
</sec>
<sec id="s9" sec-type="COI-statement">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec id="s10" sec-type="disclaimer">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Biot</surname> <given-names>M. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1941</year>). <article-title>General theory of three-dimensional consolidation</article-title>. <source>J. Appl. Phys.</source> <volume>12</volume>, <fpage>155</fpage>&#x2013;<lpage>164</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.1712886</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Biot</surname> <given-names>M. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1956</year>). <article-title>Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solid. i. low-frequency range</article-title>. <source>J. Acoust. Soc Am.</source> <volume>28</volume>, <fpage>168</fpage>&#x2013;<lpage>178</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1121/1.1908239</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Biot</surname> <given-names>M. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1962</year>). <article-title>Mechanics of deformation and acoustic propagation in porous media</article-title>. <source>J. Appl. Phys.</source> <volume>33</volume>, <fpage>1482</fpage>&#x2013;<lpage>1498</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.1728759</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>W. Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>G. X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liao</surname> <given-names>C. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gao</surname> <given-names>H. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Numerical simulation of the non-linear wave-induced dynamic response of anisotropic poro-elastoplastic seabed</article-title>. <source>Mar. Georesour. Geotec.</source> <volume>37</volume>, <fpage>924</fpage>&#x2013;<lpage>935</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1080/1064119X.2018.1507064</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cheng</surname> <given-names>A. H. D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1997</year>). <article-title>Material coefficients of anisotropic poroelasticity</article-title>. <source>Int. J. Rock Mech. Min. Sci.</source> <volume>34</volume>, <fpage>199</fpage>&#x2013;<lpage>205</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0148-9062(96)00055-1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>L. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>W. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>El Naggar</surname> <given-names>M. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wen</surname> <given-names>M. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>K. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>a). <article-title>Influence of defects on the lateral dynamic characteristics of offshore piles considering hydrodynamic pressure</article-title>. <source>Ocean Eng.</source> <volume>260</volume>, <elocation-id>111894</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2022.111894</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>L. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>W. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>J. X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Newson</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>El Naggar</surname> <given-names>M. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>b). <article-title>Analytical solution for kinematic response of offshore piles under vertically propagating s-waves</article-title>. <source>Ocean Eng.</source> <volume>262</volume>, <elocation-id>112018</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2022.112018</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname> <given-names>X. Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lei</surname> <given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Dynamic responses of a multilayered transversely isotropic poroelastic seabed subjected to ocean waves and currents</article-title>. <source>J. Mar. Sci. Eng.</source> <volume>10</volume>, <elocation-id>73</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.3390/jmse10010073</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gao</surname> <given-names>J. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ji</surname> <given-names>C. Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname> <given-names>X. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>Y. Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gaidai</surname> <given-names>O.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Numerical investigation of infragravity wave amplifications during harbor oscillations influenced by variable offshore topography</article-title>. <source>Ocean Dynam.</source> <volume>67</volume>, <fpage>1151</fpage>&#x2013;<lpage>1162</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10236-017-1081-0</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gao</surname> <given-names>J. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname> <given-names>X. Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname> <given-names>G. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>H. Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Investigation on the effects of Bragg reflection on harbor oscillations</article-title>. <source>Coast. Eng.</source> <volume>170</volume>, <elocation-id>103977</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.coastaleng.2021.103977</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gao</surname> <given-names>J. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname> <given-names>X. Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zang</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname> <given-names>G. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname> <given-names>X. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname> <given-names>Y. Z.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group>. (<year>2020</year>). <article-title>Numerical investigation of harbor oscillations induced by focused transient wave groups</article-title>. <source>Coast. Eng.</source> <volume>158</volume>, <elocation-id>103670</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.coastaleng.2020.103670</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gatmiri</surname> <given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1992</year>). <article-title>Response of cross-anisotropic seabed to ocean waves</article-title>. <source>J. Geotech. Eng.</source> <volume>118</volume>, <fpage>1295</fpage>&#x2013;<lpage>1314</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1061/(ASCE)0733-9410(1992)118:9(1295</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname> <given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kaynia</surname> <given-names>A. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>a). <article-title>Effect of gap and scour on dynamic behavior of monopiles and offshore wind structures</article-title>. <source>Ocean Eng.</source> <volume>243</volume>, <elocation-id>110336</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2021.110336</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname> <given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>b). <article-title>Vertical dynamic interaction factors for offshore thin-walled pipe piles</article-title>. <source>Comput. Geotech.</source> <volume>145</volume>, <elocation-id>104656</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compgeo.2022.104656</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hsu</surname> <given-names>C. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>Y. Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tsai</surname> <given-names>C. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Wave-induced seabed response in shallow water</article-title>. <source>Appl. Ocean Res.</source> <volume>89</volume>, <fpage>211</fpage>&#x2013;<lpage>223</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apor.2019.05.016</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hsu</surname> <given-names>J. R. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1994</year>). <article-title>Wave-induced soil response in an unsaturated anisotropic seabed of finite thickness</article-title>. <source>Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech.</source> <volume>18</volume>, <fpage>785</fpage>&#x2013;<lpage>807</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nag.1610181104</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hsu</surname> <given-names>J. R. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lee</surname> <given-names>C. P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1995</year>). <article-title>Oscillatory soil response and liquefaction in an unsaturated layered seabed</article-title>. <source>Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech.</source> <volume>19</volume>, <fpage>825</fpage>&#x2013;<lpage>849</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nag.1610191202</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hsu</surname> <given-names>J. R. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tsai</surname> <given-names>C. P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1993</year>). <article-title>Short-crested wave-induced soil response in a porous seabed of infinite thickness</article-title>. <source>Int. J. Numer. Anal. Methods Geomech.</source> <volume>17</volume>, <fpage>553</fpage>&#x2013;<lpage>576</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nag.1610170803</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1996</year>). <article-title>Wave-induced liquefaction potential in a cross-anisotropic seabed</article-title>. <source>J. Chin. Institute Engineers</source> <volume>19</volume>, <fpage>59</fpage>&#x2013;<lpage>70</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1080/02533839.1996.9677765</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Review of liquefaction around marine structures by b. mutlu Sumer</article-title>. <source>J. Waterw. Port Coast. Ocean Eng.</source> <volume>141</volume>, <fpage>07515001</fpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1061/(ASCE)WW.1943-5460.0000296</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cha</surname> <given-names>D. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2003</year>). <article-title>Effects of dynamic soil behavior and wave non-linearity on the wave-induced pore pressure and effective stresses in porous seabed</article-title>. <source>Ocean Eng.</source> <volume>30</volume>, <fpage>2065</fpage>&#x2013;<lpage>2089</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0029-8018(03)00070-2</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lee</surname> <given-names>T. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2001</year>). <article-title>Dynamic response of porous seabed to ocean waves</article-title>. <source>Comput. Geotech.</source> <volume>28</volume>, <fpage>99</fpage>&#x2013;<lpage>128</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0266-352X(00)00026-4</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rahman</surname> <given-names>M. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2000</year>). <article-title>Effective stresses in a porous seabed of finite thickness: inertia effects</article-title>. <source>Can. Geotech. J.</source> <volume>37</volume>, <fpage>1383</fpage>&#x2013;<lpage>1392</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1139/t00-063</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rahman</surname> <given-names>M. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lee</surname> <given-names>T. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1999</year>). <article-title>Effects of inertia forces on wave-induced seabed response</article-title>. <source>Int. J. Offshore Polar Eng.</source> <volume>9</volume>, <fpage>307</fpage>&#x2013;<lpage>313</lpage>. Available at: <uri xlink:href="https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-0033496335&amp;origin=inward">https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-0033496335&amp;origin=inward</uri>.</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Seymour</surname> <given-names>B. R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1997</year>). <article-title>Wave-induced pore pressure and effective stresses in a porous seabed with variable permeability</article-title>. <source>J. Offshore Mech. Arct. Eng.</source> <volume>119</volume>, <fpage>226</fpage>&#x2013;<lpage>233</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.2829100</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2005</year>). <article-title>An integrated three-dimensional model of wave-induced pore pressure and effective stresses in a porous seabed: II. breaking waves</article-title>. <source>Ocean Eng.</source> <volume>32</volume>, <fpage>1950</fpage>&#x2013;<lpage>1967</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2005.01.005</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jouffray</surname> <given-names>J.-B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Blasiak</surname> <given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Norstr&#xf6;m</surname> <given-names>A. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>&#xd6;sterblom</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Nystr&#xf6;m</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>The blue acceleration: The trajectory of human expansion into the ocean</article-title>. <source>One Earth</source> <volume>2</volume>, <fpage>43</fpage>&#x2013;<lpage>54</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oneear.2019.12.016</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Joydas</surname> <given-names>T. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qurban</surname> <given-names>M. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Borja</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Krishnakumar</surname> <given-names>P. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Al-Suwailem</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Macrobenthic community structure in the northwestern Arabian gulf, twelve years after the 1991 oil spill</article-title>. <source>Front. Mar. Sci.</source> <volume>4</volume>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fmars.2017.00248</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kitano</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mase</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2001</year>). <article-title>Wave-induced porewater pressure in a seabed with inhomogeneous permeability</article-title>. <source>Ocean Eng.</source> <volume>28</volume>, <fpage>279</fpage>&#x2013;<lpage>296</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0029-8018(00)00010-X</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lauton</surname> <given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pattiaratchi</surname> <given-names>C. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lentini</surname> <given-names>C. A. D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Observations of breaking internal tides on the Australian north West shelf edge</article-title>. <source>Front. Mar. Sci.</source> <volume>8</volume>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fmars.2021.629372</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Le M&#xe9;haut&#xe9;</surname> <given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1976</year>). <source>An introduction to hydrodynamics and water waves</source> (<publisher-loc>Berlin Heidelberg</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>). doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-642-85567-2</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>K. F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>Z. Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname> <given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Dynamic response of a transversely isotropic and multilayered poroelastic medium subjected to a moving load</article-title>. <source>Soil Dyn. Earthq. Eng.</source> <volume>155</volume>, <elocation-id>107154</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.soildyn.2022.107154</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>X. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>Z. Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname> <given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Wave-induced dynamic response in a transversely isotropic and multilayered poroelastic seabed</article-title>. <source>Soil Dyn. Earthq. Eng.</source> <volume>139</volume>, <elocation-id>106365</elocation-id>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.soildyn.2020.106365</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Madsen</surname> <given-names>O. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1978</year>). <article-title>Wave-induced pore pressures and effective stresses in a porous bed</article-title>. <source>G&#xe9;otechnique</source> <volume>28</volume>, <fpage>377</fpage>&#x2013;<lpage>393</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1680/geot.1978.28.4.377</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mei</surname> <given-names>C. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Foda</surname> <given-names>M. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1981</year>). <article-title>Wave-induced responses in a fluid-filled poro-elastic solid with a free surface &#x2014; a boundary layer theory</article-title>. <source>Geophys. J. Int.</source> <volume>66</volume>, <fpage>597</fpage>&#x2013;<lpage>631</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1365-246X.1981.tb04892.x</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B36">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Okusa</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1985</year>). <article-title>Wave-induced stresses in unsaturated submarine sediments</article-title>. <source>G&#xe9;otechnique</source> <volume>35</volume>, <fpage>517</fpage>&#x2013;<lpage>532</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1680/geot.1985.35.4.517</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B37">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pan</surname> <given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Green&#x2019;s functions for geophysics: a review</article-title>. <source>Rep. Prog. Phys.</source> <volume>82</volume>, <fpage>106801</fpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1361-6633/ab1877</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B38">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Qi</surname> <given-names>H. F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>Z. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>Y. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Feng</surname> <given-names>S. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname> <given-names>H. X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Wave and current-induced dynamic response in a multilayered poroelastic seabed</article-title>. <source>Bull. Eng. Geol. Environ.</source> <volume>79</volume>, <fpage>11</fpage>&#x2013;<lpage>26</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10064-019-01553-8</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B39">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Quiuqui</surname> <given-names>J. P. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tamayo</surname> <given-names>J. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Maghous</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Closed-form solutions for wave-induced poroelastic response in seabed under dynamic and quasi-static regimes</article-title>. <source>J. Braz. Soc Mech. Sci. Eng.</source> <volume>44</volume>, <fpage>16</fpage>. doi: <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s40430&#x2013;021-03300-1</pub-id>.</citation>
</ref>
<ref id="B40">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ryabinin</surname> <given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Barbi&#xe8;re</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Haugan</surname> <given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kullenberg</surname> <given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Smith</surname> <given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>McLean</surname> <given-names>C.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group>. (<year>2019</year>). <article-title>The UN decade of ocean science for sustainable development</article-title>. <source>Front. Mar. Sci.</source> <volume>6</volume>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fmars.2019.00470</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B41">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sakai</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mase</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Matsumoto</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1988</year>). &#x201c;<article-title>Effects of inertia and gravity on seabed response to ocean waves</article-title>,&#x201d; in <source>Modeling soil-Water-Structure interactions</source>. Eds. <person-group person-group-type="editor">
<name>
<surname>Kolkman</surname> <given-names>P. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Linderberg</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pilarczyk</surname> <given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rotterdam</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Balkema</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group>, Rotterdam. <fpage>61</fpage>&#x2013;<lpage>66</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B42">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Soto</surname> <given-names>L. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Botello</surname> <given-names>A. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Licea-Dur&#xe1;n</surname> <given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liz&#xe1;rraga-Partida</surname> <given-names>M. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Y&#xe1;&#xf1;ez-Arancibia</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>The environmental legacy of the ixtoc-I oil spill in campeche sound, southwestern gulf of Mexico</article-title>. <source>Front. Mar. Sci.</source> <volume>1</volume>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fmars.2014.00057</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B43">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tsai</surname> <given-names>C. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lee</surname> <given-names>T. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1995</year>). <article-title>Standing wave induced pore pressures in a porous seabed</article-title>. <source>Ocean Eng.</source> <volume>22</volume>, <fpage>505</fpage>&#x2013;<lpage>517</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0029-8018(95)00003-4</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B44">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ulker</surname> <given-names>M. B. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>a). <article-title>Dynamic pore pressure response of two-layer seabed under non-linear waves</article-title>. <source>AIP Conf. Proc.</source> <volume>1479</volume>, <page-range>1480&#x2013;1483</page-range>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.4756443</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B45">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ulker</surname> <given-names>M. B. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>b). <article-title>Pore pressure, stress distributions, and instantaneous liquefaction of two-layer soil under waves</article-title>. <source>J. Waterw. Port Coast. Ocean Eng.</source> <volume>138</volume>, <fpage>435</fpage>&#x2013;<lpage>450</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1061/(ASCE)WW.1943-5460.0000155</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B46">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ulker</surname> <given-names>M. B. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rahman</surname> <given-names>M. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Wave-induced response of seabed: Various formulations and their applicability</article-title>. <source>Appl. Ocean Res.</source> <volume>31</volume>, <fpage>12</fpage>&#x2013;<lpage>24</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apor.2009.03.003</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B47">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Verruijt</surname> <given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1969</year>). &#x201c;<article-title>Elastic storage of aquifers</article-title>,&#x201d; in <source>Flow through porous media</source>. Eds. <person-group person-group-type="editor">
<name>
<surname>De Weist</surname> <given-names>R. J. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bear</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Academic Press</publisher-name>), <fpage>331</fpage>&#x2013;<lpage>376</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B48">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>H. F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <source>Theory of linear poroelasticity with applications to geomechanics and hydrogeology</source> (<publisher-loc>New Jersey</publisher-loc>: <publisher-name>Princeton University Press</publisher-name>).</citation>
</ref>
<ref id="B49">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>Z. T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Luan</surname> <given-names>M. T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname> <given-names>T. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2005</year>). <article-title>Studies on the effect of non-linear wave loading in shallow water region on dynamic response of sandy seabed</article-title>. <source>Ocean Eng.</source> <volume>23</volume>, <fpage>41</fpage>&#x2013;<lpage>46</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B50">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yamamoto</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1981</year>). <article-title>Wave-induced pore pressures and effective stresses in inhomogeneous seabed foundations</article-title>. <source>Ocean Eng.</source> <volume>8</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>16</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0029-8018(81)90002-0</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B51">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yamamoto</surname> <given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Koning</surname> <given-names>H. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sellmeijer</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hijum</surname> <given-names>E. V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1978</year>). <article-title>On the response of a poro-elastic bed to water waves</article-title>. <source>J. Fluid Mech.</source> <volume>87</volume>, <fpage>193</fpage>&#x2013;<lpage>206</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1017/S0022112078003006</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B52">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ye</surname> <given-names>G. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Leng</surname> <given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jeng</surname> <given-names>D. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Numerical testing on wave-induced seabed liquefaction with a poro-elastoplastic model</article-title>. <source>Soil Dyn. Earthq. Eng.</source> <volume>105</volume>, <fpage>150</fpage>&#x2013;<lpage>159</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.soildyn.2017.11.026</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B53">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yuhi</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ishida</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1998</year>). <article-title>Analytical solution for wave-induced seabed response in a soil-water two-phase mixture</article-title>. <source>Coast. Eng. J.</source> <volume>40</volume>, <fpage>367</fpage>&#x2013;<lpage>381</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1142/S0578563498000212</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B54">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yuhi</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ishida</surname> <given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2002</year>). <article-title>Simplified solutions for wave-induced response of anisotropic seabed</article-title>. <source>J. Waterw. Port Coast. Ocean Eng.</source> <volume>128</volume>, <fpage>46</fpage>&#x2013;<lpage>50</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1061/(ASCE)0733-950X(2002)128:1(46</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B55">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>Y. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>El Naggar</surname> <given-names>M. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname> <given-names>W. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>Z. Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname> <given-names>X. Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname> <given-names>G. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Dynamic torsional impedance of large-diameter pipe pile for offshore engineering: 3D analytical solution</article-title>. <source>Appl. Math. Model.</source> <volume>111</volume>, <fpage>664</fpage>&#x2013;<lpage>680</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apm.2022.07.017</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B56">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>Z. Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname> <given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Time-harmonic response of transversely isotropic and layered poroelastic half-spaces under general buried loads</article-title>. <source>Appl. Math. Model.</source> <volume>80</volume>, <fpage>426</fpage>&#x2013;<lpage>453</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apm.2019.11.035</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B57">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname> <given-names>Z. Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname> <given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Coupled horizontal and rocking vibrations of a rigid circular disc on the surface of a transversely isotropic and layered poroelastic half-space</article-title>. <source>Appl. Math. Model.</source> <volume>114</volume>, <fpage>270</fpage>&#x2013;<lpage>290</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apm.2022.10.005</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B58">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhou</surname> <given-names>J. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname> <given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bevis</surname> <given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Deformation due to surface temperature variation on a spherically layered, transversely isotropic and self-gravitating earth</article-title>. <source>Geophys. J. Int.</source> <volume>225</volume>, <fpage>1672</fpage>&#x2013;<lpage>1688</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1093/gji/ggab056</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B59">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhou</surname> <given-names>X. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname> <given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname> <given-names>J. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname> <given-names>Y. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>An analytical solution for wave-induced seabed response in a multi-layered poro-elastic seabed</article-title>. <source>Ocean Eng.</source> <volume>38</volume>, <fpage>119</fpage>&#x2013;<lpage>129</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2010.10.003</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B60">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zienkiewicz</surname> <given-names>O. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chang</surname> <given-names>C. T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bettess</surname> <given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1980</year>). <article-title>Drained, undrained, consolidating and dynamic behaviour assumptions in soils</article-title>. <source>G&#xe9;otechnique</source> <volume>30</volume>, <fpage>385</fpage>&#x2013;<lpage>395</lpage>. doi:&#xa0;<pub-id pub-id-type="doi">10.1680/geot.1980.30.4.385</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
<app-group>
<app id="app1">
<title>Appendix A The relation between elastic constants and engineering parameters</title>
<p>According to <xref ref-type="bibr" rid="B5">Cheng (1997)</xref>, the between elastic constants and engineering parameters can be expressed as</p>
<disp-formula>
<label>(A.1)</label>
<mml:math display="block" id="M38">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>66</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where <italic>&#x3bd;<sub>h</sub>
</italic> and <italic>&#x3bd;<sub>v</sub>
</italic> are the Poisson&#x2019;s ratio of the solid skeleton in horizontal and vertical directions, respectively.</p>
</app>
<app id="app2">
<title>Appendix B Coefficients <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im26">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(<italic>i</italic>=1-4)</title>
<disp-formula>
<label>(B.1)</label>
<mml:math display="block" id="M39">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
</app>
<app id="app3">
<title>Appendix C Coefficients <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im27">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<italic>i</italic>=1-3)</title>
<disp-formula>
<label>(C.1)</label>
<mml:math display="block" id="M40">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
<p>where</p>
<disp-formula>
<label>(C.2)</label>
<mml:math display="block" id="M41">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>27</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">/</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>27</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>9</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x394;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msqrt>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
</app>
<app id="app4">
<title>Appendix D Coefficients <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im28">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im29">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im30">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>and <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im31">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(<italic>i</italic>=1-3)</title>
<disp-formula>
<label>(D.1)</label>
<mml:math display="block" id="M42">
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
</app>
<app id="app5">
<title>Appendix E Elements of constant coefficients <inline-formula>
<mml:math display="inline" id="im32">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>(<italic>i</italic>=1-3)</title>
<disp-formula>
<label>(E.1)</label>
<mml:math display="block" id="M44">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr columnalign="left">
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mrow>  </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mrow>  </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup>
<mml:mo>;</mml:mo> </mml:mrow>  </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub><mml:mi>C</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mi>m</mml:mi> </mml:msubsup> <mml:msubsup><mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msub><mml:mi>C</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>44</mml:mn>
</mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mi>m</mml:mi> </mml:msubsup> <mml:msubsup><mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mrow>  </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msub><mml:mi>C</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow> </mml:msub> <mml:msubsup><mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub><mml:mi>C</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow> </mml:msub> <mml:msubsup><mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mi>m</mml:mi> </mml:msubsup> <mml:msubsup><mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub><mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>  <mml:mn>3</mml:mn> </mml:msub> <mml:msubsup><mml:mi>&#x3be;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msub><mml:mi>C</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow> </mml:msub> <mml:msubsup><mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>+</mml:mo>
<mml:msub><mml:mi>C</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow> </mml:msub> <mml:msubsup><mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mi>m</mml:mi> </mml:msubsup> <mml:msubsup><mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub><mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>  <mml:mn>3</mml:mn> </mml:msub> <mml:msubsup><mml:mi>&#x3be;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:mrow>  </mml:mtd> </mml:mtr> <mml:mtr columnalign="left"><mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3be;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>;</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>M</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup><mml:mi>&#x3be;</mml:mi>  <mml:mi>i</mml:mi>  <mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:mrow>  </mml:mtd> </mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>
</app>
</app-group>
</back>
</article>