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基于Biot的孔隙介质理论,研究了正交各向异性含液饱和多孔介质中应力波的传播特性.本文引入动态渗透率,导出了整个实频域内应力波传播的复特征方程及其解析解,给出了各种应力波成分的波速和衰减的解析表达武,计算了频散曲线和衰减曲线,并讨论了各类应力波之间的耦合关系及介质的各向异性对应力波传播的影响. 相似文献
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多孔连续体理论框架下的非饱和多孔介质广义有效压力定义和Bishop参数的定量表达式长期以来存在争议,这也影响了对与其直接相关联的非饱和多孔介质广义Biot有效应力的正确预测.基于随时间演变的离散固体颗粒-双联液桥-液膜体系描述的Voronoi胞元模型,利用由模型获得的非饱和颗粒材料表征元中水力-力学介观结构和响应信息,文章定义了低饱和度多孔介质局部材料点的有效内状态变量:非饱和多孔连续体的广义Biot有效应力和有效压力,导出了其表达式.所导出的有效压力公式表明,非饱和多孔连续体的有效压力张量为各向异性,它不仅对非饱和多孔连续体广义Biot有效应力张量的静水应力分量的影响呈各向异性,同时也对其剪切应力分量有影响.文章表明,非饱和多孔连续体中提出的广义Biot理论和双变量理论的基本缺陷在于它们均假定反映非混和两相孔隙流体对固相骨架水力-力学效应的有效压力张量为各向同性.此外,为定义各向同性有效压力张量和作为加权系数而引入的Bishop参数并不包含对非饱和多孔连续体中局部材料点水力-力学响应具有十分重要效应的基质吸力.所导出的非饱和多孔介质广义Biot有效应力和有效压力公式(包括反映有效压力... 相似文献
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饱和多孔介质中的混合有限元法和有限应变下应变局部化分析 总被引:1,自引:0,他引:1
对基于Biot理论的饱和多孔介质中动力-渗流耦合分析提出了一个耦合场混合元.固相位移、应变和有效应力以及流相压力、压力梯度和Darcy速度在单元内均处理为独立变量分别插值.基于胡海昌-Washizu三变量广义变分原理给出的饱和多孔介质动力-渗流耦合问题控制方程的单元弱形式,导出了单元公式.进一步导出了考虑压力相关非关联塑性的非线性单元公式和发展了相应的一致性算法.对几何非线性分析,采用了共旋公式途径.数值结果例题显示所发展耦合场混合元模拟大应变下由应变软化引起以应变局部化为特征的渐进破坏现象的性能. 相似文献
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基于Biot流体饱和多孔介质理论及磁流体动力学理论,考虑了强导电性磁流体产生的磁压力对固体骨架的影响;将反映电磁力的Maxwell应力张量应用到Biot模型中,建立了磁流体饱和多孔介质的基本方程,并研究了内含圆柱形空腔的半无限磁流体饱和多孔介质处于均匀磁场中且其空腔表面受到均布瞬态荷载作用时的响应;利用积分变换,得到固体骨架应力场、位移场及磁流体压力场随时间变化的规律。数值计算结果表明:外加磁场分别为0、10A/m、100A/m时,各场变量随时间变化的规律和分布规律不变,但外加磁场的增大会使场变量的峰值及达到峰值的时间有所增加,且对其稳定值的影响甚微;在给定时刻,外加磁场强度越大,场变量沿径向达到恒定值的位置越靠近空腔表面;另外,磁压力对固体骨架的耦合作用效应较为显著。 相似文献
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有限厚度砂床对波浪载荷的响应 总被引:12,自引:0,他引:12
本文采用水-土两相介质混合物的连续介质力学理论分析了有限厚度砂床对波浪载荷的响应。土床看作饱和孔隙弹性介质,用Biot理论来描述流动和变形的耦合效应,波浪用线性水波描述。在上述假设下得到了描述土床对波浪载荷响应的基本方程。用解沂-数值方法给出了土床中位移、应力和孔隙水压力的分布并将理沦计算结果与波浪-砂床模型试验的实验资料进行了比较。文章还对影响土床对波浪响应的参量特性进行了分析和讨论。根据参量研究、理论计算与实验资料比较的结果,可以得出结论:本文所提供的理论模型和计算方法能用来估算海床对波浪载荷的影响。 相似文献
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为了深入研究液饱和多孔介质中应力波的传播,提出了三维两相细观计算模型.基于此模型。应用Galerkin余量法并计及流-固耦合界面的耦合效应,利用直接耦合的技术,开发了三维流-固混合显式动力有限元计算程序.在此基础上对冲击载荷作用下液饱和多孔介质中三维应力波的传播现象进行了数值模拟,并详细讨论了孔隙率,孔隙形状等因素对应力波传播主导波形的影响. 相似文献
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首先引入状态向量,将直角坐标系下横观各向同性饱和土的Biot波动方程转化为一组状态方程,然后基于双重Fourier变换,求解了状态方程,得到传递矩阵.进而利用传递矩阵,并结合饱和地基的边界条件、排水条件及层间接触和连续条件,求解了横观各向同性饱和层状地基的稳态动力响应问题. 相似文献
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The Non-Axisymmetrical Dynamic Response of Transversely Isotropic Saturated Poroelastic Media 总被引:5,自引:0,他引:5
IntroductionThedynamicresponseofsaturatedporousmediumisthebasicissue,whichisapplicableingeophysicalexploration ,seismologicalengineering ,oilexploration ,disposalofnuclearwastes,hydraulicengineeringandcivilengineering .Sincetheconstitutiverelationsandwave… 相似文献
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This article utilizes the theory of mixtures to formulate a general theory of wave propagation with mass-coupling effect in fluid-saturated porous media. An attempt is made to discuss the physical interpretation and the thermodynamic restriction of the coefficients appearing in the equations obtained. By the comparison it is shown that Biot's classical theory and the present one are essentially consistent. Also, wave velocities in some special cases are calculated, from which it is concluded that mass-coupling and permeability of media greatly affect wave propagation behavior. 相似文献
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非均质流固耦合介质轴对称动力问题时域解 总被引:13,自引:0,他引:13
将地基视为流固两相介质并考虑其非均质成层特性,推导了多层地基动力问题时域解.文中首先建立了一组解耦的两相介质动力控制方程;而后利用Laplace-Hankel变换推导了单层地基象空间初参数解答;再利用初参数法及传递矩阵技术导出了任意多层地基瞬态解的一般解析算式.本文获得的解答可方便地退化为现有理想弹性介质的解答 相似文献
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直角坐标下横观各向同性饱和半空间体动力响应问题的解析解 总被引:3,自引:0,他引:3
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