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《应用力学学报》2020,(3)
采用积分变换法求解非饱和土的控制方程,得到变换域内土体的位移和应力表达式;建立了单层非饱和土体的刚度矩阵,并组装每一层的刚度矩阵,构成了层状地基的总体刚度矩阵;结合地基上下表面的边界条件,推导了层状非饱和地基表面位移的积分形式解答。另外,选取带有补充项的双重余弦级数解作为矩形基础的振型函数,并令其与地表位移按余弦级数展开的表达式相等,建立了矩形基础与地基的协调条件。最后,联立矩形基础的控制方程、边界条件和基础与地基之间的协调条件,求解得到矩形基础的挠度幅值、弯矩幅值以及基底压力幅值。选取已有文献中的非饱和土参数计算,其结果与文献吻合良好,验证了本文方法的正确性。本文进一步研究了单层地基和双层地基上矩形板的动力响应,分析了土体参数对矩形基础动力响应幅值的影响规律。结果表明:地基层厚与基础尺寸之比为5时,地基就可以看作半空间地基;矩形基础的稳态响应随非饱和土的饱和度的增大而减小;渗透率对矩形基础动力响应的影响不明显。 相似文献
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对瞬态扭转激振荷载作用下层状饱和土中端承管桩的动力响应问题进行了研究。首先借助Laplace变换和分离变量法解耦Biot波动方程,土层层间动力相互作用简化为分布式线弹簧,并结合桩-土交界面上的应力和位移连续边界条件,导出了各节段管桩在Laplace变换域内扭转动力响应的解析表达式;然后,根据阻抗函数传递原理,并对得到的解进行Laplace数值逆变换,最终获得了瞬态扭转荷载作用下层状饱和土中管桩动力响应的时域解答。研究表明:桩顶作用三角形或半正弦荷载情况下,最大桩顶扭转角产生时刻落后于最大荷载对应时刻;且当桩周土渗透系数处于相对较高和较低范围内,桩顶转角几乎保持不变,在中间范围内则随渗透系数增大而增大;硬夹层的存在将使桩身上部扭矩增大,下部扭矩减小,软夹层下规律相反。 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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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
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
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高速移动简谐荷载下层状多孔饱和固体的动力响应 总被引:1,自引:0,他引:1
本文研究了匀速移动的振动荷载作用下层状多孔饱和固体的动力响应。应用Fourier变换求解该问题的控制偏微分方程,首先考虑了荷载的移动速度及振动频率对单层多孔饱和固体中应力与孔隙水压力的影响,并与相应的弹性介质的解答和半平面解答进行了比较;然后运用精确刚度矩阵法求解了层状多孔饱和固体的应力响应,并与单层问题进行了比较。结果显示层状多孔饱和固体中应力和孔隙水压力随荷载的移动速度的增加而明显变化,层状多孔饱和固体在移动荷载下的动力响应与相应的单相弹性固体和半平面固体的动力响应有较大的差别。 相似文献
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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
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基于埋置框架的回传射线矩阵法,研究土体刚度对埋置框架速度波的影响,探讨接收点对成层地基中的有缺陷埋置框架轴向速度波的影响规律,比较有缺陷埋置框架与有缺陷单桩基础的轴向速度波.结果表明:土体刚度对成层地基中的埋置框架横向速度波影响较大,有缺陷埋置框架与有缺陷单桩基础的轴向速度波有较好的一致性. 相似文献
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The influence of initial strain state on the dynamic response of an end bearing pile embedded in isotropic saturated soil is investigated through the linearized theory of small elastic perturbation superposed on largely stressed bodies. The governing equations for soil, based on Blot's poroelasticity theory, are derived in the cylindrical coordinates, and the pile is modeled by using the one-dimensional elastic theory. The analytical solutions of pile impedance, frequency response of both twist angle and time history of velocity response are obtained by using of separation of variables technique. Finally, a parametric study of the influence of initial strains on the torsional impedance, twist angle, and velocity response at the top of the pile is carried out. 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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基于回传射线矩阵法,求得单位脉冲作用下成层土中半埋人完整桩的桩顶速度导纳和相位,然后利用Fourier逆变换和卷积定理求得瞬态半正弦激振力作用下的桩顶时域速度响应.比较均匀地基、上软下硬(上硬下软)两层地基、软夹层(硬夹层)三层地基的桩顶速度响应,进一步分析土体剪切模量、上覆土层厚度、软(硬)夹层厚度对桩顶速度导纳、相位和反射波的影响.结果表明:土体剪切模量及土层厚度对桩顶速度导纳、相位以及反射波影响很大. 相似文献
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Zheng Tiesheng 《Acta Mechanica Sinica》1997,13(3):241-252
Dynamic behavior of single pile embedded in transversely isotropic layered media is investigated using the finite element
method combined with dynamic stiffness matrices of the soil derived from Green's function for ring loads. The influence of
soil anisotropy on the dynamic behavior of piles is examined through a series of parametric studies 相似文献
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研究了非圆截面杆中非线性扭转波动方程的精确求解问题. 利用直接积分与微分变换相结合的方法,得到了该方程的隐式通解. 通过对积分常数和方程系数的不同情形的讨论, 给出了该方程的三角函数、双曲函数、椭圆函数、指数函数以及它们的组合形式的解,分别对应于的非线性扭转波的孤立波、周期波以及冲击波等多种传播形式. 相似文献
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单桩动力特性影响因素分析 总被引:3,自引:1,他引:3
本文通过对复合平面应变近似法的改进,导出单桩桩基的动力复刚度,分析影响桩基动力刚度和阻尼的因素,得到一些结论,为桩基优化设计提供依据 相似文献
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