集中力作用下两相饱和介质二维位移场Green函数

由于工程场地的对称性,集中力作用下的位移场Green函数在土力学、地震工程学和动力基础方面的应用需以二维模型出现．在理论推导上Green函数的二维模型要比三维模型复杂．根据丁伯阳等人已得到的三维位移场中集中力作用下两相饱和介质位移场Green函数,采用De Hoop与Manolis给出的沿x3方向在无穷域积分方法,得到了集中力作用下两相饱和介质二维位移场Green函数．相比已有的工作,所得结果不仅简单,且是解析解．     

孔隙介质的时域BEM计算

根据Biot饱和孔隙介质动力方程,结合快、慢纵波解耦法得到时域Green函数U-P表达以及Somigliana表象积分,采用BEM分析了集中力作用下饱和孔隙介质时域动力响应.详细论述了孔隙介质时域边界积分方程的离散化方法与形式,它的Stokes状态解答和借用已有技术成果对计算奇异性的处理.在无量纲材料参数的数值分析计算中,以图表形式给出结果.由于孔隙介质的时域BEM计算在相关文献中较为罕见,因此文中结果会对两相饱和介质动力响应特性等相关研究提供一些新的途径.     

饱和土中波传播的二相动力分析模型

将饱和土作为二相介质,考虑土骨架和孔隙流体之间的摩阻力,建立了饱和土中一维压缩波传播的二相动力分析控制微分方程,采用有限差分法求解。该模型可以计算地表面爆炸冲击荷载作用下饱和土中波的传播和波在不动障碍上的反射问题。该模型可考虑饱和土土体的非线性塑性力学性质及土性随深度变化或土介质的分层情况。     

横观各向同性饱和地基的三维动力响应

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．     

用复变函数法求解弹性力学空间轴对称问题的方法及解例

本文证明了空间轴对称问题的Love应力函数可用两个适当选择的复变量广义解析函数[1]表示,并导出了应力分量、位移分量及边界条件的复变函数表达式.为了表明文中所述方法的可行性以及检验所得公式的正确性,本文用幂级数法求解了含有球形空腔的圆柱体在周围受压及两端受拉时的解答,与用其他方法得到的该问题的解答完全一致.最后本文还求解了一个锥体在侧面受均匀剪力时的解答,同时通过把常体力化为表面力以后还求解了锥体在重力作用下的解答.     

定荷载和双面排水条件下非饱和土一维固结的解析解

基于多孔介质弹性理论,结合粒间吸应力表示的有效应力原理,建立了非饱和土固结的耦合偏微分控制方程.考虑一维问题,采用Laplace积分变换,得到了定荷载和双面排水条件下非饱和土固结的解析解答.通过数值算例,分析了土体饱和度对超孔隙水压力、有效应力以及土层沉降的影响规律.结果表明,土体的初始饱和度越高,则孔隙水压力消散得越快,有效应力增加越快.     

饱和多孔介质粘弹性理论

本文讨论了饱和多孔介质的粘弹体本构关系。把Lee的弹性和粘弹性比拟理论,拓展到饱和多孔介质领域内。用比拟理论解出了饱和粘性土的常载和变载的一维固结问题,并利用比拟理论的属性,可以由简单的粘弹性本构关系来推求复杂的本构关系,得到了粘弹性地基上的粘弹性梁板问题的解答。由此初步形成了饱和多孔介质粘弹性比拟法的完整理论。     

圆柱土样Biot固结模型的Green函数及其土体体积应变规律

通过建立横观各向同性圆柱土样轴对称Biot固结问题的Green·函数,得到了用Green函数表示的径向位移分布表达式和相应的空隙水压力的精确解析解.该方法不仅避免了将问题的解分解为弹性静力学解和渗流拟动态解的叠加的过程和复杂的积分变换,而且问题的级数解形式简洁,收敛速度较快,便于数值计算和圆柱土样的全场渗流固结规律的分析.最后以此结果具体分析了Mandel-Cryer效应在圆柱土样不同位置的强弱程度和土的泊松比对Mandel-Cryer效应的影响,表明本文方法的正确性.     

简支梯形底扁球壳自由振动问题的准Green函数方法

以简支梯形底扁球壳的自由振动问题为例,详细阐明了准Green函数方法的思想.即利用问题的基本解和边界方程构造一个准Green函数,此函数满足了问题的齐次边界条件,采用Green公式,将简支梯形底扁球壳自由振动问题的振形控制微分方程化为两个耦合的第二类Fredholm积分方程.边界方程有多种选择,在选定一种边界方程的基础上,可以通过建立一个新的边界方程来表示问题的边界,以克服积分核的奇异性.最后由积分方程的离散化方程组有非平凡解的条件,求得固有频率.数值结果表明,该方法具有较高的精度.     

各向异性液体-多孔饱和介质在机械荷载作用下的弹性动力分析

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.