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相似文献
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1.
考虑路面板和地基的相互作用,将路面板作为三维弹性体,建立路面板-层状多相弹性地基动力响应的三维多相层状弹性半空间体模型,分析了移动荷载作用下路面板-多相弹性地基系统的动力响应.将移动单元法引入到两相饱和弹性介质的半解析方法中,构造了随荷载按照相同速度运动的移动层单元,基于移动坐标下两相饱和弹性介质的动力控制方程和边界条件,应用加权残数法建立了两相弹性介质移动层单元动力方程,该方程可退化为单相弹性介质移动层单元动力方程,基于此,建立了移动荷载下多相弹性地基与路面板系统的三维动态响应的统一的半解析方程.并以两相饱和弹性半空间地基-单相弹性地基-路面板所形成的路面结构为例,数值分析了荷载速度、饱和层渗透系数、弹性层厚度等参数对路面板位移和土体孔压响应的影响.研究结果表明移动单元法是研究移动荷载下路面结构动态响应的一种有效的方法.  相似文献   

2.
饱和土中球空腔的瞬态动力响应   总被引:3,自引:2,他引:1  
采用工程上通用的饱和土力学模型,考虑流体与固全之间的耦合作用,利用Laplace变换求解了饱和土中球空腔的瞬态动力响应问题,得到了变换域内的解析解,借助数值Laplace换求解了饱和土中球空腔瞬态动力响应的位移、应力及孔压的变化规律,为分析地下结构瞬态动力响应提供了一种有效的方法,模型符合工程实际,有一定的工程应用价值。  相似文献   

3.
一维流体饱和粘弹性多孔介质层的动力响应   总被引:3,自引:1,他引:2  
杨骁  张燕 《力学季刊》2005,26(1):44-52
本文研究了不可压流体饱和粘弹性多孔介质层的一维动力响应问题。基于粘弹性理论和多孔介质理论,在流相和固相微观不可压、固相骨架服从粘弹性积分型本构关系和小变形的假定下,建立了不可压流体饱和粘弹性多孔介质层一维动力响应的数学模型,利用Laplace变换,求得了原初边值问题在变换空间中的解析解,并利用Laplace逆变换的Crump数值反演方法,得到原动力响应问题的数值解。数值研究了饱和标准线性粘弹性多孔介质层的动力响应,分析了固相位移、渗流速度、孔隙压力及固相有效应力等的响应特征。结果表明,与不可压流体饱和弹性多孔介质相同,不可压流体饱和粘弹性多孔介质中亦只存在一个纵波,并且固相骨架的粘性对动力行为有显著的影响。  相似文献   

4.
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   

5.
基于饱和多孔介质理论,在固相和液相微观不可压,固相骨架小变形且满足线性粘弹性积分型本构关系的假定下,建立了流体饱和粘弹性多孔介质动力响应的若干Gurtin型变分原理,包括Hu-Washizu变分原理.利用所建立的变分原理,导出了流体饱和粘弹性多孔介质动力响应无网格数值模拟的离散控制方程,此方程是一个关于时间的对称微分方程组,便于分析计算.作为数值例子,研究了流体饱和粘弹性多孔柱体的一维动力响应,数值结果揭示了流体饱和粘弹性多孔柱体中波的传播特性以及固相粘性的影响.  相似文献   

6.
碎石桩复合地基三维地震响应分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
将饱和砂土视为土—水两相介质,以Biot动力固结方程为基础,编制了完全耦合的三维排水有效应力动力反应分析程序。利用该程序对碎石桩复合地基进行了动力反应分析。结果表明:在地震荷载作用下,碎石桩具有明显的减震效应,碎石桩复合地基表层的最大水平振动加速度与天然地基相比明显减小,并且碎石桩对地基的沉降变形有明显的抑制作用;碎石桩的排水效应十分显著,随着输入地震加速度的减弱,在孔压达到峰值以后,由下到上出现了明显的孔压消散现象,碎石桩排水效应的影响范围为上窄下宽的圆台形;碎石桩的加密效应显著;考虑碎石桩各效应的耦合作用比仅考虑其单一效应,计算得到的孔压比要小,因此在进行碎石桩复合地基抗液化判别时,应该综合考虑碎石桩各效应的相互耦合作用。  相似文献   

7.
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   

8.
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   

9.
孔曦骏  邢浩洁  李鸿晶 《力学学报》2022,54(9):2513-2528
流固耦合地震波动问题主要研究由流体和固体构成的复杂系统中地震波传播特性及其规律. 传统模拟方法中一般以声波方程、弹性波方程的数值解分别描述理想流体和弹性固体中的波动, 并实时地处理两种不同性质介质之间的相互耦合作用, 数值格式复杂且限制数值模拟精度与计算效率. 本文采用谱元法结合多次透射公式人工边界条件实现了一种流固耦合地震波动问题的高阶显式数值计算方法. 该方法利用了流固耦合问题统一计算框架,可将饱和多孔介质的Biot波动方程分别退化为理想流体的声波方程和弹性固体的弹性波方程. 通过P波垂直入射的水平成层理想流体-饱和多孔介质-弹性固体场地模型、P波斜入射的不规则层状界面以及任意形状界面的理想流体-饱和多孔介质-弹性固体场地模型等三个算例, 与传递函数法解析解以及集中质量有限元法计算结果进行对比分析, 证明了本文方法的正确性与有效性. 数值模拟结果表明, 本文方法相较传统有限元法可以少得多的节点数量获得更高的数值精度, 并且在较宽的频率范围内都能可靠地模拟出流固耦合系统的动力响应, 充分体现出本文方法兼顾高精度、计算效率和复杂场地建模灵活的特点.   相似文献   

10.
用半解析法对移动条形荷载作用下上覆弹性板饱和两相弹性介质的动力响应问题进行了研究。由忽略土粒压缩和土体自重的Biot波动方程出发,对荷载进行Fourier展开。假设响应函数形式,利用待定系数法求解了考虑固液耦合作用的两相介质在移动荷载作用下的土体位移,有效应力及孔压表达式。求解过程中考虑了土体和弹性板之间的相互作用,并假设土体与弹性板的竖向位移相等。通过计算给出了各参数对土体位移和孔压响应和的影响。数值结果表明弹性梁刚度对位移和孔压响应有较大影响。  相似文献   

11.
为了深入地了解岩石的阻尼特性,利用WDT–1500多功能材料试验机,对砂岩、砾岩和砂砾岩进行了循环荷载试验,研究了岩石的动剪切模量和阻尼参数对应力、应变幅值和应力水平的响应特性,得到了动弹性模量和阻尼参数随应力幅值、应力水平及含水率的变化规律,讨论了其变化机理。证实了双曲线关系能够描述分级循环荷载作用下岩石的应力-应变关系,得到了动剪切模量和阻尼比与动应力、动应变之间的关系,建立了不同应力水平和不同应力幅值条件下岩石的动剪切模量与阻尼比关系模型,结果表明该模型能够描述分级循环荷载过程中阻尼行为。  相似文献   

12.
地下衬砌结构经常会受到内部动荷载的作用,内荷载引起的衬砌结构的动应力集中备受关注.论文利用波函数展开法和Laplace变换,推导了饱和土中突加荷载作用下衬砌结构和土体的位移、应力、孔压表达式.应用复变函数和保角变换,将任意形状边界映射为圆形边界,利用饱和土和衬砌结构的连续条件和边界条件,求得了任意形状衬砌结构的动力响应...  相似文献   

13.
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   

14.
地下衬砌结构经常会受到内部动荷载的作用,内荷载引起的衬砌结构的动应力集中备受关注。采用Laplace变换和波函数展开法,对半空间饱和土中均布突加荷载作用下圆柱形衬砌结构的动力响应进行了研究。对以大半径凸圆弧来近似半空间表面,将半空间饱和土中的波动方程展开成无穷级数的形式,应用Graff加法公式进行坐标变换,根据连续条件和边界条件,确定波函数展开式中的未知系数,求得了半空间饱和土中均布突加荷载作用下圆柱形衬砌的动力响应解答,讨论了衬砌埋深对圆柱形衬砌动力响应的影响。该问题的求解,为地下结构的动力分析提供了一种有效方法。  相似文献   

15.
延性材料的动态崩落研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
陈增涛  王铎 《爆炸与冲击》1995,15(2):167-173
采用Grady发展的一种动态崩落的一般描述方法,考虑了Hertzberg对崩落过程的塑性修正,借助于不同的基体材料的等效应力假定,给出了考虑粘性(应变率)效应的强冲击载荷下延性材料的动态崩落尺寸与孔隙度的定量关系。这对动态断裂的细观描述提供了一个新的途径。  相似文献   

16.
A nonlinear mathematical model of a system of n rigid bodies undergoing translational vibrations under inertial loading is constructed. The system includes ball supports as a seismic-isolation mechanism and electromagnetic dampers controlled via an inertial feedback channel. A system of differential dynamic equations in normal form describing accelerative damping is derived. The frequencies of small undamped vibrations are calculated. A method for analyzing the dynamic coefficients of rigid bodies subject to accelerative damping is developed. The double phase–frequency resonance of a two-mass system is studied  相似文献   

17.
为揭示聚氯乙烯弹性体在静、动态载荷下的力学性能,采用万能材料试验机和改进的分离式霍普金森压杆实验装置获得了材料在应变率为0.001、0.01、0.1、1 510、2 260和3 000 s?1下的应力应变曲线,并以屈服强度为整形器优选参数,对比了紫铜、铜版纸和铅等3种整形器材料的整形效果。使用修正的ZWT非线性黏弹性本构模型描述聚氯乙烯弹性体在静、动态载荷下的力学性能。结果表明:聚氯乙烯弹性体在静态载荷下具有应变率效应和显著的超弹性特性,动态载荷下表现出较明显的应变率效应和较强的抗变形能力,且静动态载荷下的力学行为受应变历史影响较大。3种整形器材料中铜版纸的整形效果最好。修正后的ZWT非线性黏弹性本构模型能够得到统一参数的本构表达式,且各应变率下的拟合结果与实验结果具有较好的一致性。  相似文献   

18.
Abstract

This paper presents an approach for modeling concrete pavement, based on the constitutive implementation of Bazant's microplane theory, for the purpose of predicting pavement response due to complex loading by vehicles. This includes implementation of the microplane theory in a three dimensional finite element code and verification of its numerical accuracy. The analytical method is then verified. The program's accuracy under simple static loading is verified by comparison with two of the most widely used pavement design codes. Experimental data from the literature are used to verify the approach developed for both cyclic response and prediction of material softening, a critical feature of the Portland Cement Concrete (PCC) concrete material used in pavement. The analysis is also verified against experimental influence function data for a single axle, Finally, the analytically predicted pavement response is verified for dynamic multi-axle truck loading. Based on agreement with experimental data, the model developed captures the essential characteristics of concrete pavement subjected to complex  相似文献   

19.
本文通过拉普拉斯变换,将最小二乘法应用于薄板的塑性动力响应问题。文中分别以承受均布冲击荷载(中载情形)的简支圆板和方板的塑性动力响应问题为例,说明本文方法的计算方法及步骤,并显示出本文方法的优越性。  相似文献   

20.
A 16-spark gap, modified schardin-type camera was constructed for use in dynamic photoelastic analysis of fracturing plastic plates. Using this camera system, dynamic photoelastic patterns in fracturing Homalite-100 plates, 3/8 in. × 10 in. × 15 in. with an effective test area of 10 in. × 10 in., loaded under fixed grip condition were recorded. The loading conditions were adjusted such that crack acceleration, branching, constant velocity, deceleration and arrest were achieved. The Homalite-100 material was calibrated for static and dynamic properties of modulus of elasticity, Poisson's ratio, and stress-optical coefficient. For dynamic calibration, a Hopkinson bar setup was used to record the material response under constant-strain-rate loading conditions. The precise location of the dynamic isochromatic patterns in relation to the crack tip was determined by a scanning microdensitometer. This information was then used to determine dynamic stress-intensity factors which were compared with corresponding static stress-intensity factors determined by the numerical method of direct stiffness. Although the response of the dynamic stress-intensity factor to increasing crack length was similar to the static stress-intensity-factor response, the dynamic values were approximately 40 percent higher than the static values for constant-velocity cracks. for decelerating cracks, the peak values of dynamic stress-intensity factors were 40 percent higher than the corresponding static values.  相似文献   

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