多孔弹性层的刚性边界对扭转表面波传播的影响

根据介质的力学性能,正如Cowin及Nunziato一样,导出多孔弹性层覆盖在多孔弹性半空间上时,研究其刚性边界对扭转表面波传播的影响.导出了速度方程并对其结果进行了讨论.发现介质中可能存在两类扭转表面波阵面,而Dey等(Tamkang Journal of Science and Engineering,2003,6(4):241-249.)给出的没有刚性边界面时,存在3类扭转表面波阵面.研究还揭示,多孔弹性层中Love波也可能随同扭转表面波一起存在.值得注意的是,刚性边界面多孔弹性层中Love波的相速度,不同于自由边界面多孔弹性层中的相速度.实际观察到扭转波的色散性,以及速度随着振荡频率的增大而减小.     

Christoffel方程方法研究带有初应力压电介质中的表面波

利用Christoffel方程的方法研究了带有初应力的半无限大压电介质中的表面波.基于带有初应力的压电介质的控制方程和本构方程,构建带有初应力的Christoffel方程.再结合半空间应力自由的表面条件和电学的边界条件,得到了电学开路和电学短路时表面波的波速方程.这些结果可以为新型压电介质表面波器件的研究提供重要的理论依据.     

各向异性粘弹性多孔介质中平面波的传播

讨论了弹性多孔介质中波的传播的（或许是）最一般的模型。考虑的介质是粘弹性的、各向异性的、多孔固体骨架，其各向异性可渗透的孔隙中充满着粘性液体。考虑一般类型的各向异性，并且介质中的衰减波作为非均质波处理。对介质中4种衰减波中的每一种，将复慢矢量分解定义为相速度、均质衰减、非均质衰减和衰减角。用一个无量纲参数来度量非均质波与其均质波的区别。利用北海沙岩的数值模型，分析传播方向、非均质参数、频率范围、各向异性对称性、骨架滞弹性和孔隙流体粘度，对该类介质中波传播特性的影响。     

密度和刚度线性变化对非均匀地壳层中扭转表面波传播的影响

研究了覆盖在非均匀半无限空间上的非均匀地壳层中,扭转表面波传播的可能性.地壳层的非均匀性随着厚度线性变化,非均匀半无限空间的非均匀性表现为3种类型,即指数型、二次型和双曲型.采用封闭形式,可以分别推导出上述3种类型非均匀性的色散方程.对于覆盖在半空间上的同一地壳层,色散方程与经典案例的方程一致.研究发现,随着非均匀地壳层中密度线性变化的非均匀参数的增大,相速度减小,而由刚度引起的非均匀因素对相速度的影响相反.     

初应力下功能梯度磁电弹材料的Love波传播

研究初应力下含磁电弹覆盖层的半无限大功能梯度磁电弹介质中Love波的传播问题.在电磁学开路和短路的边界条件下,基于初应力下功能梯度磁电弹材料的运动方程,应力自由的表面条件和连续的界面条件得到了Love波的波速方程,为功能梯度磁电弹材料表面波器件的发展提供了理论依据.     

页岩储层各向异性对水平井坍塌压力的影响

为揭示层理页岩强度各向异性对水平井井壁坍塌压力的影响规律,对取自四川盆地龙马溪组页岩钻井不同层理角度的岩芯,通过岩芯观测、偏光显微镜、扫描电镜试验分别从宏观和微观角度研究了页岩层理特征,并基于单轴抗压强度研究了页岩强度各向异性特征.层理结构发育导致页岩呈现出显著的各向异性特征,粗略地将页岩视为各向同性体及简单采用Mohr-Coulomb准则作为破坏判据,使得预测的维持井壁稳定的坍塌压力不能满足安全钻井的需要.该文在研究层理地层岩石力学特性的基础上,采用横观各向同性地层井周应力分析模型,研究了弹性模量及地应力各向异性比对井周应力的影响;并结合考虑中间主应力的Mogi-Coulomb判据,分析了井壁坍塌压力对弹性模量E和Poisson(泊松)比ν各向异性比值变化的敏感性.实例分析结果表明:弹性模量和水平地应力各向异性比值的变化会对井周应力产生较大影响;Poisson比各向异性对井壁坍塌压力没有明显影响,而弹性模量比值的变化对井壁坍塌压力影响较大;横观各向同性地层中井壁坍塌压力与储层水平和垂直方向的硬脆性强弱关系有关,弹性力学参数各向异性既有可能利于井壁稳定,也可能更易导致井壁的剪切破坏;在实际工程中应根据储层岩石水平和垂直方向的硬脆性强弱关系,确定安全钻井液密度窗口.该结果对现场施工具有很好的指导意义.     

残余界面应力对粒子填充热弹性纳米复合材料有效热膨胀系数的影响

根据黄筑平等人提出的基于“3个构形”的表/界面能理论,研究了热弹性纳米复合材料的有效性质,重点讨论了残余界面应力对纳米尺度夹杂填充的热弹性复合材料有效热膨胀系数的影响．首先,给出了由第一类Piola-Kirchhoff界面应力表示的热弹性界面本构关系和Lagrange描述下的Young-Laplace方程;其次,采用Hashin复合球作为代表性体积单元,推导了在参考构形下复合球内部由残余界面应力诱导的残余弹性场,并进一步计算了从参考构形到当前构形的变形场;最后,基于以上计算得到了热弹性复合材料有效体积模量和有效热膨胀系数的解析表达式．研究表明,残余表/界面应力对复合材料的热膨胀系数有重要影响．     

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.     

弹性固体和微极多孔晶体界面及其结合松散度对弹性波传播的影响

在松散结合的弹性固体和微极多孔立方晶体半空间之间的界面上,研究周期平面波的反射和透射,假定界面性质类似于断层,断层上的牵引力保持连续,但允许产生有限的滑移.用图形给出各种反射波和透射波的振幅比.文中还演绎出某些重要的特殊情况.     

横观各向同性含液饱和多孔介质中应力波传播的特征分析

根据广义特征理论,对横观各向同性含液饱和多孔介质中应力波传播特性进行了特征分析．给出了特征曲面的微分方程以及沿次特征线的相容条件,得到了波阵面的解析表达式．详细地讨论了应力波在横观各向同性含液饱和多孔介质中传播时,其速度曲面和波阵面的形状及性质．分析结果亦表明,纯固体中应力波传播的特征方程,是含液饱和多孔介质中应力波特征方程的特例．     

Propagation of Creeping Waves Along the Curvilinear Surface of an Anisotropic Elastic Body

An analytic expression for the wave field of a creeping wave propagating along the curvilinear surface of an anisotropic elastic body is constructed by the boundary layer method. Bibliography: 14 titles.Dedicated to L. A. Molotkov on the occasion of his seventieth birthday__________Translated from Zapiski Nauchnykh Seminarov POMI, Vol. 297, 2003, pp. 9–29.     

Nonlinear Stationary Surface Waves Above an Underwater Ridge

Given an ideal incompressible heavy irrotational fluid, we consider the exact statement of the problem on gravitational-capillary surface waves of small amplitude travelling along an underwater ridge. We show that, under some requirements on the shape of the bottom and the surface tension, the equations of an ideal incompressible fluid have smooth solutions periodic in the variable directed along the underwater ridge and decreasing exponentially with a small positive exponent in the perpendicular direction.     

Propagation of torsional waves in a prestretched compound hollow circular cylinder

The propagation of torsional waves in a prestressed compound (bi-layered) hollow circular cylinder is in vestigated within the frame work of a piecewise homogeneous body model, with the use of a three-dimensional linerized theory of elastic waves in initially stressed bodies. The elasticity relations for components of the compound cylinder are obtained from the Murnaghan potential. Numerical investigations are performed for bronze and steel. According to the results obtained, the effect of variations in the geometric (the ratio between the thickness of the cylinder and its inner radius) and mechanical parameters on the dispersion curves are analyzed. Russian translation published in Mekhanika Kompozitnykh Materialov, Vol. 44, No. 1, pp. 103–116, January–February, 2008.     

不规则单斜地层中磁弹性剪切波的色散方程

在内夹磁弹性单斜地层中,下界面不规则变化时,研究水平偏振剪切波的传播,该地层夹在两个半无限磁弹性单斜介质之间,得到了闭式的色散方程.不计磁场及介质界面的不规则性,该色散方程与三层介质中经典方程相一致.图示了磁场和界面不规则深度对相速度的影响.     

Propagation of Normal Waves in an Isolated Porous Fluid-Saturated Biot Layer

For a porous fluid-saturated Biot layer with boundaries free from stresses and pressure, the wave field is found and dispersion equations are derived. The roots of the dispersion equations and the dependence of the phase velocities of the normal waves on the wave number are investigated by analytic methods. It is shown that the phase velocities of most of the normal waves decrease with increasing wave number. Special investigations are conducted in the case of bend and plate waves and their phase velocities for high and low frequencies. It is also shown that on the boundary of a porous Biot half-space, the Rayleigh wave does not always originate, and conditions for the existence of such a wave are established. Bibliography: 7 titles.