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相似文献
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1.
王小岗 《应用数学和力学》2007,28(10):1232-1244
研究了层状横观各向同性饱和地基上弹性圆板的非轴对称振动问题.首先,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三维动力方程转化为一阶常微分方程组,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;其次,利用传递矩阵,结合层状饱和地基的边界条件、排水条件及层间接触和连续条件,给出了任意简谐激振力作用下层状横观各向同性饱和地基动力响应的通解;然后,按混合边值问题建立层状饱和地基上弹性圆板非轴对称振动的对偶积分方程,并将对偶积分方程化为易于数值计算的第二类Fredholm积分方程,并给出了算例.  相似文献   

2.
研究横观各向同性饱和土地基上中厚弹性圆板的非轴对称振动问题,即首先利用Fourier展开和Hankel变换技术,求解了简谐激励下横观各向同性饱和土地基的非轴对称Biot波动方程,然后按混合边值问题建立地基与弹性中厚圆板非轴对称动力相互作用的对偶积分方程,并将对偶积分方程化为易于数值计算的第二类Fredholm积分方程.文末给出了算例.数值结果表明,在一定频率范围内,地基表面的位移幅值随激振频率增加而增大,随距离的增大以振荡形式衰减变化.  相似文献   

3.
横观各向同性含液饱和多孔介质中应力波传播的特征分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
根据广义特征理论,对横观各向同性含液饱和多孔介质中应力波传播特性进行了特征分析。给出了特征曲面的微分方程以及沿次特征线的相容条件,得到了波阵面的解析表达式.详细地讨论了应力波在横观各向同性含液饱和多孔介质中传播时,其速度曲面和波阵面的形状及性质.分析结果亦表明,纯固体中应力波传播的特征方程,是含液饱和多孔介质中应力波特征方程的特例.  相似文献   

4.
将一个各向异性液体-多孔饱和介质的弹性动力分析,归结为一个横观各向同性液体-多孔饱和介质在机械荷载作用下的变形问题.自然界中有些物理问题,仅在一个方向发生变形,例如,与变形结构和变形柱有关的问题.土力学中,通常假设只有竖向沉降,从而归结为一维多孔弹性模型.采用各向异性液体-多孔饱和介质的一维变形模型,研究了在不同时间和距离下扰动的变化.给出了在不同类型荷载作用下,介质的各向异性对位移分布和应力分布的影响.  相似文献   

5.
在柱坐标下,通过引入状态变量,建立了横观各向同性压电介质空间非轴对称问题的状态变量方程.利用Fourier级数和Hankel变换,将文中提出的状态变量方程转换为一阶常微分方程组.采用求解常微分方程组的矩阵方法,得到以状态变量和传递矩阵的乘积的形式表示的单层压电介质的解析解.给出了状态变量解的应用,即利用状态变量解求解半无限压电体在坐标原点作用着垂直集中力Pz,x方向的水平集中力Px和集中点电荷的解.由层间完全接触的条件,给出了N层压电体非轴对称问题的一般解析表达式.  相似文献   

6.
层状压电半空间非轴对称问题的状态变量解   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
在柱坐标下 ,通过引入状态变量 ,建立了横观各向同性压电介质空间非轴对称问题的状态变量方程 .利用Fourier级数和Hankel变换 ,将文中提出的状态变量方程转换为一阶常微分方程组 .采用求解常微分方程组的矩阵方法 ,得到以状态变量和传递矩阵的乘积的形式表示的单层压电介质的解析解 .给出了状态变量解的应用 ,即利用状态变量解求解半无限压电体在坐标原点作用着垂直集中力Pz,x方向的水平集中力Px 和集中点电荷的解 .由层间完全接触的条件 ,给出了N层压电体非轴对称问题的一般解析表达式 .  相似文献   

7.
横观各向同性电磁弹性固体耦合方程的一般解   总被引:4,自引:1,他引:3  
横观各向同性电磁弹性固体的耦合特征由5个关于弹性位移、电位和磁位的二阶偏微分方程控制。基于势函数理论,耦合的方程组被简化为5个非耦合的关于势函数的广义Laplace方程。弹性场和电磁场由势函数表示,这构成了横观各向同性电磁弹性固体的一般解.  相似文献   

8.
横观各向同性饱和地基的三维动力响应   总被引:5,自引:1,他引:4  
王小岗  黄义 《应用数学和力学》2005,26(11):1278-1286
首先引入位移函数,将直角坐标系下横观各向同性饱和土Biot波动方程转化为2个解耦的六阶和二阶控制方程;然后基于双重Fourier变换,求解了Biot波动方程,得到以土骨架位移和孔隙水压力为基本未知量的积分形式的一般解,并用一般解给出了饱和土总应力分量的表达式.在此基础上系统研究了横观各向同性饱和半空间体的稳态动力响应问题,考虑表面排水和不排水两种情况,得到了半空间体在任意分布的表面谐振荷载作用下,表面位移的稳态动力响应,文末给出了算例.  相似文献   

9.
集中载荷作用下层合厚圆板的轴对称弯曲   总被引:4,自引:0,他引:4  
从三维弹性力学基本方程出发,建立了横观各向同性层合圆板轴对称弯曲问题的状态方程,并将板面的集中载荷展成付里叶贝塞尔级数,从而给出问题的解析解,此解满足弹性力学全部方程,计及了所有独立的弹性常数,并满足层间连续性条件。  相似文献   

10.
在无限介质中,研究了横截面为圆的柱形孔洞表面上瞬时径向力或扭转引起的扰动,讨论了高阶黏弹性和横观各向同性弹性参数的非均匀性对扰动产生的影响.根据高阶黏弹性Voigt模型,将非零应力分量简化为径向位移分量项表示,这对横观各向同性和高阶黏弹性固体介质是合宜的.导出了含有弹性和黏弹性参数以幂律变化时的应力方程.在瞬时力和扭转边界条件下,求解该方程,求得径向位移分量以及和它相关的应力分量,用修正的Bessel函数项来表示.对瞬时径向力作用问题进行了数值分析,并给出了不同阶的黏弹性和非均质性时的位移和应力变化图形.扭转作用时扰动的数值解可以用类似的方法研究,这里不再深入讨论.  相似文献   

11.
Monochromatic wave propagation in thin-layered saturated porous media is examined by averaging differential equations with rapidly oscillating coefficients. Particular attention is given to the transformation mechanism for the damping of such waves. Existing results in this area /1/ are extended and refined.  相似文献   

12.
轴对称饱和地基竖向振动分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
基于Biot动力固结方程,考虑了土体和水体的惯性力以及水土之间的耦合作用,采用Laplace—Hankel积分变换求解耦联合方程组,得到动荷载下饱和地基振动问题的解答.根据下边界为不透水基岩的边界条件,获得了地基表面作用圆形轴对称任意荷载时土层应力、位移等的一般积分形式解.研究表明,激振频率对饱和地基的竖向振动有很大影响,地基表面的竖向位移与施加荷载之间存在相位差.此外,动力渗透系数在荷载施加的初期对结果有较大影响,随着荷载趋于稳定,其影响变得很小.  相似文献   

13.
In this paper, we study a mathematical model of nonlinear thermoelastic wave propagation in fluid‐saturated porous media, considering memory effect in the heat propagation. In particular, we derive the governing equations in one dimension by using the Gurtin–Pipkin theory of heat flux history model and specializing the relaxation function in such a way to obtain a fractional Erdélyi–Kober integral. In this way, we obtain a nonlinear model in the framework of time‐fractional thermoelasticity, and we find an explicit analytical solution by means of the invariant subspace method. A second memory effect that can play a significant role in this class of models is parametrized by a generalized time‐fractional Darcy law. We study the equations obtained also in this case and find an explicit traveling wave type solution. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

14.
In this paper, an enriched finite element method is presented for numerical simulation of saturated porous media. The arbitrary discontinuities, such as material interfaces, are encountered via the extended finite element method (X-FEM) by enhancing the standard FEM displacements. The X-FEM technique is applied to the governing equations of porous media for the spatial discretization, followed by a generalized Newmark scheme used for the time domain discretization. In X-FEM, the material interfaces are represented independently of element boundaries and the process is accomplished by partitioning the domain with some triangular sub-elements whose Gauss points are used for integration of the domain of elements. Finally, several numerical examples are analyzed, including the dynamic analysis of the failure of lower San Fernando dam, to demonstrate the efficiency of the X-FEM technique in saturated porous soils.  相似文献   

15.
The Godunov-type method that was earlier developed for the hydrodynamic equations of compressible media on regular grids is extended to the case of shock wave flows in elastoplastic porous media. The results of numerical simulations of a hypothetical experimental plant for checking the effect of an increased intensity of converging shock waves in porous media with increasing degree of porosity are presented. This effect was earlier discovered by numerical simulations.  相似文献   

16.
非饱和土固结的混合物理论(Ⅰ)   总被引:22,自引:6,他引:16  
非饱和土是由土粒、水、气组成的三相介质,本以混合物理论为基础研究了非饱和土的固结问题。中导出了各向异性多孔介质及非饱和土 的有效应力的理论公式,把有效应力原理和Curie对称原理作为非饱和土的两个重要的本构原理,建立了非饱和 土固结的数学模型:由25个方程求解25个未知量。在增量线性化的情况下,本模型简化为5个控制方程求解5个未知量:3个固相位移、孔隙水压力和孔隙气压力。模型中包含7个材料参数,都可由试验测定,便于工程应用,Biot理论是本模型的特例。  相似文献   

17.
A high-accuracy Runge-Kutta/WENO method of up to fourth order with respect to time and fifth order with respect to space is developed for the numerical modeling of small-amplitude wave propagation in a steady fluid-saturated elastic porous medium. A system of governing equations is derived from a general thermodynamically consistent model of a compressible fluid flow through a saturated elastic porous medium, which is described by a hyperbolic system of conservation laws with allowance for finite deformations of the medium. The results of numerical solution of one- and two-dimensional wave fields demonstrate the efficiency of the method.  相似文献   

18.
采用解析的方法研究了饱和地基上受一简谐竖向荷载作用下弹性基础的动力响应.在分析中,首先利用积分变换技术获得了饱和介质基本控制方程的变换解,然后基于基础-半空间完全放松接触、半空间表面完全透水或不透水的假设,建立了该动力混合边值问题的对偶积分方程,并把该对偶积分方程进一步化为易于数值求解的第二类Fredholm积分方程.文末数值算例给出了动力柔度系数、位移和孔隙水压力随振动频域和土-基础体系物理力学参数特性的变化曲线.结果表明:饱和地基上弹性基础的动力响应完全不同于饱和地基上刚性圆板的动力响应.所用方法可用于研究波的传播、土-结构动力相互作用等许多问题.  相似文献   

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