浅埋圆形孔洞附近的半圆形凸起对SH波的散射

采用"契合"的思想，给出了地下孔洞与地面上的半圆形凸起地形对SH波散射问题的 解答. 将整个求解区域分割成两部分来处理. 其一为包括半圆形凸起地形在内的一个圆形区 域I，其余为区域II. 在区域I和II中分别构造位移解，并在两个区域的"公共边界"上 实施"契合". 在区域I中构造一个上半部边界应力为零，而其余部分位移、应力任意的驻 波解，在区域II中构造出半圆形凹陷和浅埋圆孔的散射波，且要求它满足水平界面上应力 为零的约束条件. 然后再通过移动坐标，满足"公共边界"的"契合"条件和地下孔洞的边 界条件，建立起求解该问题的无穷代数方程组. 最后，给出了分析例题和数值结果，并 对其进行了讨论.     

SH波入射时浅埋圆孔附近等腰三角形凸起地形的地震动

利用“契合”思想,给出SH波作用下浅埋圆孔附近等腰三角形凸起地形表面地震动的解析解答.首先将整个求解区域分割成两部分,其一为半圆形弧底和等腰三角形组成的区域Ⅰ,其余部分为区域Ⅱ.在区域Ⅰ中构造一个满足等腰三角形两斜边上应力自由的驻波函数,在区域Ⅱ中构造出半圆形凹陷和浅埋圆孔的散射波,且要求其预先满足水平界面上应力为零的边界条件.利用复平面下坐标移动,利用“公共边界”的位移应力连续条件和浅埋孔洞内边界应力自由条件,建立起求解该问题的无穷代数方程组,并截断有限项进行求解.最后给出算例及结果,并进行了分析.     

半空间内含有部分脱胶的椭圆夹杂及圆孔对SH波的散射

采用复变函数法,结合"保角映射"技术及Green函数法,研究SH波作用下半空间内含有部分脱胶的椭圆夹杂以及圆形孔洞的散射问题。首先,利用"保角映射"技术将椭圆夹杂映射为圆夹杂,求出散射波位移场,同时,利用Green函数法与"虚设点源"的方法,求出半空间内椭圆夹杂以及圆孔的位移及应力场;然后,根据椭圆夹杂周围位移、应力连续、圆孔周围应力自由的边界条件,建立无穷线性代数方程组,求解出波函数中的未知系数;最后,在脱胶部分施加大小相等、方向相反的应力,构造出"脱胶模型",得到半空间内含有部分脱胶的椭圆夹杂以及圆形孔洞的总位移场。数值算例表明,入射角度、入射波频率、缺陷之间的距离、夹杂埋深及脱胶角度等对动应力集中因子有较大影响。     

SH波对浅埋圆形弹性夹杂附近任意三角形凸起地形的散射

利用"契合"的思想,给出了地下弹性夹杂与地面任意三角形凸起地形对SH波散射问题的解析解答。将整个求解区域分割成三部分,区域Ⅰ为带有半圆形弧底的三角形凸起,区域Ⅱ为含半圆形凹陷和浅埋孔洞的弹性半空间,区域Ⅲ为一圆柱形弹性体。在区域Ⅰ中构造满足三角形两斜边应力自由的驻波函数,在区域Ⅱ中构造出半圆形凹陷和浅埋孔洞的散射波,在区域Ⅲ内构造一驻波函数,使得圆柱边界应力不受约束;利用复平面下坐标移动,通过区域Ⅰ和区域Ⅱ以及区域Ⅱ和区域Ⅲ的两个"公共边界"位移应力连续条件,建立起求解该问题的无穷代数方程组,并截断有限项进行求解,最后通过具体算例及结果分析得出相应结论。     

弹性半空间中含粘性滑移界面圆形衬砌洞室对平面SH波的散射

为揭示粘性滑移界面对衬砌洞室地震响应规律的影响,采用一种高精度的间接边界积分方程法,基于粘性滑移界面模型,求解了弹性半空间中浅埋圆形衬砌洞室对入射平面SH波的散射。结果表明:中低频波入射时,随着界面滑移刚度系数的增加,衬砌洞室上方地表位移幅值减小,而界面粘性系数对地表位移反应不明显;衬砌内壁应力幅值随界面滑移刚度系数的增加而增大。高频波入射下,较小的界面粘性系数对地表位移放大效应更为显著;当界面滑移刚度系数较小时,部分频段由于体系共振效应会造成显著的应力集中;高频特别是共振频率段,粘性系数对应力幅值有明显的降幅效应。研究结论可为实际地下工程结构的抗震设计提供部分理论依据。     

直角平面角点衬砌对稳态平面SH波的散射

利用波函数展开法求解了二维直角平面角点处圆弧形衬砌对稳态入射平面SH波的散射问题,得到问题的解析解．方法是首先构造出衬砌介质内外的总波场,它们能够预先满足直角平面两直角边界应力自由条件；再利用衬砌边界处的应力和位移连续条件写出确定散射波解中未知系数的方程组并求解．通过算例具体讨论了衬砌内边界处的环向应力集中系数和位移幅度比随无量纲波数、入射角的变化情况,结果表明它们存在不同程度的放大现象．     

直角平面区域内固定圆形刚性夹杂问题的Green函数解

利用复变函数法、多极坐标移动技术研究了直角平面区域内含有固定圆形夹杂时的反平面问题Green函数解.首先构造出不含夹杂的完整直角平面区域内满足边界应力条件的入射位移场;其次,建立直角平面区域内固定圆形夹杂对该入射场产生的满足直角边界应力自由条件的散射波解,并由叠加原理得到介质内的总波场.最后利用夹杂边界处的位移条件确定出散射波解中的未知系数,最终得到问题的Green函数解,还通过算例讨论了夹杂边界处的径向应力和环向应力随不同波数、角度和不同夹杂位置及不同点源位置的变化情况.算例结果表明了该文方法的有效实用性.     

SH波对直角平面区域内圆形孔洞的散射与地震动

研究了以任意方向入射的平面SH波对直角平面区域内圆形孔洞的散射与地震动问题.首先,利用复变函数法、多极坐标移动技术及叠加原理,构造了一个可以预先满足直角平面区域自由表面上应力自由边界条件的圆孔对SH波散射的波函数;其次,利用镜像法,将直角平面区域内的波场镜像于半无限空间,并得到了满足边界条件的总波场;最后,作为对抗暴抗震问题的研究,通过算例考虑了圆孔的动应力集中和地表的动位移.结果表明,圆孔的动应力集中和地表的位移幅值取决于入射波频率、角度和圆孔的位置.     

弹性半空间中含直边界半圆形衬砌隧道对SH波的散射解析解

为进一步揭示含直边界衬砌隧道对SH波散射的影响,根据弹性波动理论,结合"分区契合"思想,建立了弹性半空间中半圆隧道对波场散射问题的波动方程。利用傅里叶级数展开的方法,引入辅助函数和波函数展开技术,通过对连续性条件和边界条件的分析,求得半空间中含直边界衬砌隧道对SH波散射的封闭解析解。计算结果表明:入射波特性、半圆隧道衬砌材料特性、隧道埋置深度对地表位移幅值影响显著;对于软性和硬性衬砌隧道而言,当频率逐渐增大时,地表位移幅值也随之增大,地表位移幅值空间振荡更为剧烈;随着入射角度增大,地表位移幅值整体上呈减小趋势;随着隧道埋深d/a由2增加到5时,隧道上方地表位移幅值降幅显著。     

SH波对浅埋裂纹的半圆形凹陷地形的散射

采用Green函数方法，研究浅埋裂纹和含有圆形凹陷的弹性半空间对入射SH波的散射。首先取含有半圆形凹陷的弹性半空间，任意一点承受时间谐和的出平面线源荷载作用时的位移函数基本解作为Green函数；然后求解含半圆形凹陷的弹性半空间对SH波的散射问题；最后在裂纹实际存在位置利用Green函数实施裂纹的人工切割以恢复存在的裂纹，给出浅埋裂纹的半圆形凹陷弹性空间内的位移函数，进而求解裂纹存在对地表位移的影响。     

A RAINBOW SPRING WALKING ON A RUN-MACHINE

对彩虹圈在跑步机上行走的现象给出力学解释。     

COLLISION OF A BULLET WITH A MEMBRANE

Journal of Applied Mechanics and Technical Physics - In the present paper, the problem of a collision of a bullet with a membrane is studied under the following assumptions: (i) the armor is an...     

高瞻远瞩加强力学基础研究

本文简要回顾了力学学科的性质与作用;近代力学的发展与现状;我国力学研究的概况;对发展力学学科提出了若干建议。