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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 921 毫秒
1.
基于多孔介质混合物理论,用解析的方法研究了不可压饱和土地基受到简谐荷载作用下的动力响应问题。利用Fourier积分变换求解耦合方程组,得到了二维饱和土介质在简谐荷载作用下的通解。针对表面透水的具有下卧基岩的饱和土层以及半无限饱和土地基的边界条件,获得了固体骨架位移、孔隙流体位移、固体骨架有效应力以及孔隙流体压力的积分形式解答,并通过数值算例分析了饱和土地基在简谐荷载作用下的响应。  相似文献   

2.
基于弹性层和饱和土半空间轴对称弹性波动方程,运用Hankel积分变换方法,得到它们在变换空间内的解.进而由层间完全接触条件及圆板底面的混合边值条件,构造一组描述上覆单相弹性层的饱和地基上弹性圆板轴对称竖向振动的对偶积分方程.将该对偶积分方程化为易于数值计算的第二类Fredholm积分方程,求得地基表面动力柔度系数随无量纲频率的变化曲线及弹性圆板的相对位移幅值.  相似文献   

3.
黄义  王小岗 《力学季刊》2003,24(4):552-559
基于双重Fourier变换技术,成功求解了直角坐标系下,横观各向同性弹性饱和多孔介质的三维Biot动力方程,得到了以固体骨架位移分量和孔隙流体压力为基本未知量的积分形式一般解.进而,用一般解给出了饱和介质的总应力分量表达式。在此基础上,研究了在任意分布的表面竖向和水平谐振力作用下,横观各向同性饱和半空间体的动力响应问题。数值结果表明,采用各向同性饱和介质的动力学模型,不能准确描述具有明显各向异性特性的饱和土地基的动力性能。  相似文献   

4.
下卧刚性基岩的饱和地基上基础的动力分析   总被引:5,自引:0,他引:5  
采用积分变换与积分方程研究了单层饱和地基上刚性基础的竖向振动问题,首先从饱和土的动力控制方程出发,考虑混合边值条件,获得了一组描述基础振动的对偶积分方程,进而给出了单层饱和地基表面的动力柔度系数。该文的工作可视为对饱和半空间地基上基础振动解答的推广。  相似文献   

5.
针对非饱和地基土中埋置隧道的三维动力响应计算问题, 提出了波函数法.采用无限长的Flügge薄壁圆柱壳模拟圆形隧道衬砌,采用流、固、气组成的三相介质模拟非饱和地基土体.分别采用分离变量法以及Helmholtz矢量分解定理求解薄壁圆柱壳的振动控制方程与非饱和土的波动方程.根据隧-土交界面与地表面处的应力、位移以及孔隙流体压力等边界条件,利用平面波与柱面波的转换性质,实现了隧道内作用单位简谐载荷时隧道衬砌与土体系统动力响应的耦合求解.通过与既有单相弹性介质2.5维有限元-边界元法、两相饱和多孔介质2.5维有限元-边界元法以及三相非饱和介质Pip in Pip半解析法的计算结果进行对比, 验证了本文计算方法的可靠性. 最后,基于该方法, 通过算例分析了不同饱和度下非饱和土-隧道系统的动力响应特征.结果表明, 饱和度对土体动位移与超孔隙水压力的幅值响应有较大影响.该方法的非饱和地基土参数退化后,也可用来计算和分析饱和地基土或单相弹性地基土与隧道系统的动力响应.   相似文献   

6.
张春丽  祝彦知  王博 《力学季刊》2016,37(4):648-657
以位移分量为基本未知量,在直角坐标系下建立正交各向异性地基的平面应变问题动力偏微分方程.采用Laplace-Fourier变换和逆变换方法,引入初始条件和边界条件,推导了任意形式表面动荷载作用下正交各向异性地基平面问题在时域内动力反应的积分形式解.基于理论解,编制了相应的计算程序,并对正交各向异性土
体表面作用线性移动谐振荷载进行了算例分析,研究了土体参数、荷载移动速度、荷载频率不同而导致的土体表面各点竖向位移幅值的变化规律,以及荷载速度对竖向应力分量的影响规律.数值分析结果表明:土体的各向异性、荷载频率和移动速度对表面位移幅值有较大影响,土体阻尼比对于荷载中心点附近的位移幅值影响较小;荷载移动速度对于竖向应力分量有较大影响,这对工程实践具有重要指导意义.  相似文献   

7.
两相介质饱和土三维非轴对称稳态响应分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
用积分变换方法分析饱和土三维非轴对称波动方程,用刚度矩阵方法分析层状饱和土三维非轴对称稳态响应。以数值算例对比分析了单相土介质与两相饱和土介质三维非轴对称稳态动力响应。分析中未引入势函数及传统的Helmholtz分解,推导过程及解答均非常简捷,为边界元方法在三维非轴对称饱和土与基础结构动力相互作用研究中的应用奠定基础。  相似文献   

8.
层状横观各向同性饱和土的非轴对称动力响应   总被引:2,自引:1,他引:1  
黄义  王小岗 《力学学报》2005,37(2):215-224
通过方位角的Fourier变换,将圆柱坐标系下横观各向同性饱和土的Biot非轴对称波动方 程转化为一组一阶常微分方程组. 然后基于径向Hankel变换,建立问题的状态方程;求解状态方程后,得到传递矩阵. 进而利用传递矩阵,结合饱和层状地基的边界条件、排水条件及层间接触和连续条件,求解 了任意震源力作用下层状横观各向同性饱和地基频域动力响应问题. 时域解可通过频率的Fourier积分得到.  相似文献   

9.
在同一界面的不同区域具有多种边界条件, 称之为混合边界, 这是一个熟知的力学问题. 对这类问题进行精确分析时, 必须要进行混合边值问题的求解. 而对于一般的三维非轴对称情形, 混合边值问题的求解往往存在数学困难. 本文利用Hilbert定理和双重Fourier变换, 给出了一种求解三维非轴对称混合边值问题的解析方法, 利用该方法对具有混合透水边界的饱和多孔地基上矩形板的振动弯曲进行了解析研究(板与地基接触面为不透水边界, 其余为透水边界). 首先, 基于Kirchhoff理论和Biot多孔介质理论建立矩形板与饱和多孔地基的动力控制方程, 进行耦合求解. 针对板土接触面和非接触面的混合边值问题, 采用双重Fourier变换构造出两对二维对偶积分方程, 以接触应力和接触面孔隙压力为基本未知量, 用Jacobi正交多项式将未知量展开, 再利用Schmidt法对二维对偶积分方程完成求解, 最终推导出板土系统在动力作用下的位移和应力解析式. 通过将本文计算模型退化为单一弹性地基, 与已有研究结果进行对比, 验证了本文方法的正确性和有效性. 最后, 通过数值算例, 对饱和多孔地基上矩形板的动力响应及参数影响做出分析和讨论. 此外, 本文提出的解析法具有一般性, 可广泛应用于复杂接触问题和多场耦合问题的求解.  相似文献   

10.
王立安  赵建昌  杨华中 《力学学报》2020,52(4):1189-1198
在同一界面的不同区域具有多种边界条件, 称之为混合边界, 这是一个熟知的力学问题. 对这类问题进行精确分析时, 必须要进行混合边值问题的求解. 而对于一般的三维非轴对称情形, 混合边值问题的求解往往存在数学困难. 本文利用Hilbert定理和双重Fourier变换, 给出了一种求解三维非轴对称混合边值问题的解析方法, 利用该方法对具有混合透水边界的饱和多孔地基上矩形板的振动弯曲进行了解析研究(板与地基接触面为不透水边界, 其余为透水边界). 首先, 基于Kirchhoff理论和Biot多孔介质理论建立矩形板与饱和多孔地基的动力控制方程, 进行耦合求解. 针对板土接触面和非接触面的混合边值问题, 采用双重Fourier变换构造出两对二维对偶积分方程, 以接触应力和接触面孔隙压力为基本未知量, 用Jacobi正交多项式将未知量展开, 再利用Schmidt法对二维对偶积分方程完成求解, 最终推导出板土系统在动力作用下的位移和应力解析式. 通过将本文计算模型退化为单一弹性地基, 与已有研究结果进行对比, 验证了本文方法的正确性和有效性. 最后, 通过数值算例, 对饱和多孔地基上矩形板的动力响应及参数影响做出分析和讨论. 此外, 本文提出的解析法具有一般性, 可广泛应用于复杂接触问题和多场耦合问题的求解.   相似文献   

11.
饱和地基上弹性圆板的动力响应   总被引:16,自引:0,他引:16  
陈龙珠  陈胜立 《力学学报》2001,33(6):821-827
研究弹性圆板在饱和地基上的垂直振动特性,即首先应用Hankel变换方法求解饱和土波动方程,然后按混合边值条件建立饱和地基上圆板垂直振动的对偶积分方程,用一种简便的方法,对偶积分方程可化为易于数值计算的第二类Fredholm积分方程。文末的数值分析得出了板振动的一些规律性,由此表明当板的挠曲刚度D趋于无穷大且不计板的质量时,其结果和无质量刚性圆盘在饱和地基上的振动特性完全一致。  相似文献   

12.
A unified method for constructing basis (eigen) functions is proposed to solve problems of mechanics of continuous media, problems of cubature and quadrature, and problems of approximation of hypersurfaces. Numerical-analytical methods are described, which allow obtaining approximate solutions of internal and external boundary-value problems of mechanics of continuous media of a certain class (both linear and nonlinear). The method is based on decomposition of the sought solutions of the considered partial differential equations into series in basis functions. An algorithm is presented for linearization of partial differential equations and reduction of nonlinear boundary-value problems, which are reduced to systems of linear algebraic equations with respect to unknown coefficients without using traditional methods of linearization.  相似文献   

13.
3-D DYNAMIC RESPONSE OF TRANSVERSELY ISOTROPIC SATURATED SOILS   总被引:1,自引:0,他引:1  
Introduction Thedynamicanalysisofsaturatedporoelasticmediaisofbroadmeaninginmanyaspectssuchasseismology,earthquakeengineering,soilmechanicsandgeophysics,etc.Thetransverselyisotropicsaturatedsoilsissolid fluidcoupledtwophasemediainwhichthe soilskeletondisp…  相似文献   

14.
横观各向同性饱和地基上无限板的稳态振动   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了横观各向同性饱和土地基上无限板的稳态振动问题. 基于直角坐标系下横观各向同性饱和介质Biot波动方程的一般解,采用双重Fourier积分变换技术,建立了饱和地基与无限矩形板相互作用的动力方程,利用数值方法求解该方程,得到任意谐振荷载作用下饱和半空间体上无限板稳态响应的一般解. 数值结果表明,横观各向同性饱和地基上无限板的振动与各向同性饱和地基上的无限板的振动特性存在明显差异.  相似文献   

15.
This paper is mainly concerned with the dynamic response of an elastic foun- dation of finite height bounded to the surface of a saturated half-space.The foundation is subjected to time-harmonic vertical loadings.First,the transform solutions for the governing equations of the saturated media are obtained.Then,based on the assumption that the contact between the foundation and the half-space is fully relaxed and the half- space is completely pervious or impervious,this dynamic mixed boundary-value problem can lead to dual integral equations,which can be further reduced to the Fredholm integral equations of the second kind and solved by numerical procedures.In the numerical exam- ples,the dynamic compliances,displacements and pore pressure are developed for a wide range of frequencies and material/geometrical properties of the saturated soil-foundation system.In most of the cases,the dynamic behavior of an elastic foundation resting on the saturated media significantly differs from that of a rigid disc on the saturated half-space. The solutions obtained can be used to study a variety of wave propagation problems and dynamic soil-structure interactions.  相似文献   

16.
Drained or undrained cylindrical specimens under axisymmetric loading are commonly used in laboratory testing of soils and rocks. Poroelastic cylindrical elements are also encountered in applications related to bioengineering and advanced materials. This paper presents an analytical solution for an axisymmetrically-loaded solid poroelastic cylinder of finite length with permeable (drained) or impermeable (undrained) hydraulic boundary conditions. The general solutions are derived by first applying Laplace transforms with respect to the time and then solving the resulting governing equations in terms of Fourier–Bessel series, which involve trigonometric and hyperbolic functions with respect to the z-coordinate and Bessel functions with respect to the r-coordinate. Several time-dependent boundary-value problems are solved to demonstrate the application of the general solution to practical situations. Accuracy of the numerical solution is confirmed by comparing with the existing solutions for the limiting cases of a finite elastic cylinder and a poroelastic cylinder under plane strain conditions. Selected numerical results are presented for different cylinder aspect ratios, loading and hydraulic boundary conditions to demonstrate the key features of the coupled poroelastic response.  相似文献   

17.
We formulate a theorem containing the solution of a boundary-value problem of isotropic linear viscoelasticity on the action of a concentrated force in an infinite plane. The two creep functions that are used in the constitutive relations and correspond to the shear and bulk expansion states and assumed to be independent; the general forms of these functions are not specified. Formulas are presented for the stress, strain, and displacement components.  相似文献   

18.
A numerical-analytical method based on approximation of the sought solution by a system of basis functions is proposed to solve the boundary-value problem of axisymmetric deformation of articles made of a transversely isotropic material. An algorithm for constructing polynomial functions on the basis of invariant-group solutions is described.  相似文献   

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