饱和土中球面波的传播

本文采用工程上通用的土力学模型，利用Ｌａｐｌａｃｅ变换求解了饱和土中球面波的传播问题，对一种特殊情形下的均匀受压球形空腔得到了解析解，并与弹性单相介质中均匀受压球形空腔进行了对比，以考察流体对饱和土体动力响应的影响·本文为分析地下结构动力响应提供了一种有效的方法，有重要的工程应用价值     

流体饱和多孔介质中波传播问题的有限元分析

采用基于混合物理论的多孔介质模型,给出流体饱和两相多孔介质波动问题的有限元分析方法·　采用罚方法导出的有限元动力方程,时间积分可采用显式和隐式积分两种方案·　用编制的有限元程序分析了一维柱体在跃阶载荷和脉冲载荷作用下的波传播问题,得到该两种瞬态载荷作用下固体和流体相位移、速度以及固体相有效应力和孔隙压力随时间的变化关系,并对波的传播现象进行了分析·　所得结果与理论相吻合·     

伴有排水的两相饱和介质动力问题的LAMB积分公式

饱和土在动力作用下伴有排水的反应是工程中常见的现象.由于饱和土以两相饱和介质模拟,在已经求得的集中力作用下,两相饱和介质基本解Green函数和三项流相Green函数基础上,由Betti定理出发,推出排水问题的Lamb积分公式和应力公式,并代入相关参数,通过计算得到了中心扩张源问题的位移场、排水状态、孔隙压力等解答.最后给出了当两相介质蜕化为单相介质后,与经典解答比较的结果.     

具有微极弹性构架的流体-饱和多孔固体中波在边界面处的传播

通过研究匀质非黏性液体半空间和微极流体饱和多孔固体半空间交界面处平面波的反射与透射,得到不同角度入射波的反射和透射系数.计算出反射波与透射波的振幅比数值,并用图表示出微极性和多孔性对反射和透射的影响.最后根据公式对一些特例进行了推导.     

饱和土中弹性波的传播速度

根据所建立的波动方程分析了饱和土中弹性波的弥散特性,并且用室内超声波和现场地震波试验结果进行验证.本文为由弹性波(尤其是P波)速度测得合理的饱和土物理力学参数提供了理论依据.     

矩形截面梁中波传播的精确分析

将傅立叶级数方法推广应用于矩形截面梁中波传播的精确分析．不仅试着直接从三维弹性动力学方程出发,导出了矩形截面梁中波传播的一般解析解,而且给出了弹性波在自由矩形截面梁中的传播特性．波传播精确模型的提出,为实现梁波的耦合控制奠定了坚实基础．     

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．     

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．     

多孔功能梯度压电纳米壳中波传播特性

基于非局部应变梯度理论,探究了含孔隙的功能梯度压电陶瓷纳米壳中波传播特性.利用Hamilton原理和一阶剪切理论推导了控制方程.结合非局部应变梯度理论和谐波解得到了尺度依赖的特征方程.数值讨论了尺度参数、波数、梯度指数、壳厚、孔隙率及电压对波传播特性的影响.研究表明：非局部参数和应变梯度参数对波传播频率的影响与波数密切相关,在一定范围内波数越大,尺度参数对频率的影响越大;另外,孔隙和梯度指数对频率具有耦合作用.     

一类具有饱和发生率的包虫病传播模型研究

研究一类具有饱和发生率的包虫病模型,分别讨论了无病平衡点和地方病平衡点的稳定性.分析结果表明模型的动力学行为完全由基本再生数R_0决定.最后,在讨论部分根据R_0的表达式对疾病给出一些控制策略.     

具有饱和控制的时滞反应扩散谣言传播模型

Hopf分岔是一种比较简单而又重要的动态分岔问题,是指系统参数变化经过临界值时,平衡点由稳定变为不稳定并产生极限环.基于Hopf分岔,文章提出了一个具有饱和控制的时滞反应扩散谣言传播模型,其更好地反映了现实生活中谣言传播的特性,并且研究了其Turing不稳定和Hopf分岔,同时选择时滞为分岔参数,给出了分岔阈值的解析表达.最后,通过数值模拟仿真验证了理论结果的正确性,其结果表明扩散和时滞均是导致系统不稳定的原因.传统的谣言传播模型只考虑了时间演化,而该模型从时间和空间两个维度刻画了传统的谣言传播模型,使其更加贴切地反映了谣言在现实生活中的传播规律,为谣言传播的治理提供新的思路.     

基于二相抽样的PPS二阶抽样

研究初级单元大小未知时基于二相抽样的PPS二阶抽样,给出总体总值的估计量,估计量的方差及方差的估计量。     

半车车辆-道路耦合动力分析模型的研究与应用

在不平整路面上行驶的车辆会产生道路与车辆的耦合振动.为简化分析,先将车辆和道路视为两个子系统,然后再耦合为一个整体系统.车辆采用1/2车辆4自由度模型,道路采用弹性多层体系有限元模型,通过轮胎与路面的位移相容条件,建立车辆-道路整体耦合动力分析模型,推导出了系统的动力平衡方程组,并探讨了方程组的解耦方法,提出了反映车辆运行品质和道路设计参数的理论计算指标,为车-路耦合动力分析的深入研究,以及系统研究道路结构设计参数与车辆运行品质的相互关系提供理论基础和求解依据.此外,通过解耦和编程分析,还对沥青路面和水泥混凝土路面两种典型路面结构的运行品质指标进行了分析和评判,以期为不同路面结构设计和分析提供参考.     

电磁波在三相土介质中的传播

研究电磁波(EM波)在土中的传播特性,必须获得如介电常数和磁导率等基本电磁参数.在麦克斯韦方程组的基础上,提出了等效模型来计算土体介电常数.利用该模型的计算结果与实测数据符号很好,可以为利用电磁波法测量土体含水量,土体的CT分析以及土工环境监测奠定理论基础.     

二相聚合燃烧问题

我们研究了一阶具有Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ项的二元放热化学反应，假定其中之一反应物可以发生相变，我们考虑了一维情形，得到了相应的具有自由边界的抛物型方程组的古典解的存在唯一性。     

横观各向同性饱和弹性多孔介质非轴对称动力响应

应用Fourier展开和Hankel变换求解了简谐激励下横观各向同性饱和弹性多孔介质的非轴对称Biot波动方程,得到了一般解。用一般解给出了多孔介质总应力分量的表达式。最后对求解横观各向同性饱和弹性多孔介质非轴对称动力响应边值问题的方法作了系统说明,并且给出了数值分析特例。     

多孔材料夹芯的分层复合双壁面圆柱壳体中波的传播

在经典的理论框架内,对分层的复合材料壳体——多孔材料夹芯的双壁面圆柱壳体,研究自由谐和波在其中的传播.借助于一个具有同样几何特性的展开平板,评估波通过多孔夹芯层传播时大部分有效的成分.通过有效波成分的考虑,将多孔层模拟为具有等效特性的流体.因此,模型简化为一个集满流体介质的双壁面圆柱壳体.最后,评估带宽频率中结构的传播损失,并对结果加以比较.     

不可压饱和多孔弹性杆动力响应的多辛方法

研究了不可压饱和多孔弹性杆的一维动力响应问题.基于多孔介质理论,在流相和固相微观不可压、固相骨架小变形的假定下,建立了不可压流体饱和多孔弹性杆一维轴向动力响应的数学模型.利用Hamilton空间体系的多辛理论,构造了不可压饱和多孔弹性杆轴向振动方程的多辛形式及其多种局部守恒律.采用中点Box离散方法得到轴向振动方程的多辛离散格式和局部能量守恒律以及局部动量守恒律的离散格式;数值模拟了不可压饱和多孔弹性杆的轴向振动过程,记录了每一时间步的局部能量数值误差和局部动量数值误差.结果表明,已构造的多辛离散格式具有很高的精确性和较长时间的数值稳定性,这为解决饱和多孔介质的动力响应问题提供了新的途径.     

饱和多孔弹性杆流固耦合动力响应的保结构算法

研究了不可压饱和多孔弹性杆的流固耦合动力响应问题.基于多孔介质理论,根据多孔介质流固混合物动量方程、孔隙流体动量方程及体积分数方程,建立流固耦合不可压饱和多孔弹性杆的轴向振动方程;引入正则变量,构造饱和多孔弹性杆轴向振动方程的广义多辛保结构形式、广义多辛守恒律及广义多辛局部动量误差;采用中点Box离散方法得到轴向振动方程的广义多辛离散格式、广义多辛守恒律数值误差及局部动量数值误差;数值模拟不可压饱和多孔弹性杆的轴向振动过程及流相渗流速度分布,考察了流固两相耦合系数对轴向振动过程及广义多辛守恒律误差和局部动量误差的影响.结果表明,已构造的广义多辛保结构算法具有很高的精确性和长时间的数值稳定性.     

含液体非弹性多孔介质中波传播过程的失稳与逸散性

在基于Biot理论的饱和-非饱和多孔介质的动力-渗流模型中计及流固惯性耦合效应。对单轴应变的一维情况讨论了饱和和非饱和多孔介质中波传播过程的驻值失稳和逸散性,分析了流固粘性耦合,流固惯性耦合,流固混合体的压缩性,孔隙水饱和度,及固体骨架在高应变速率下材料粘弹塑性本构行为等因素的影响。该工作将对克服饱和与非饱和多孔介质在强动荷载下波传播过程的数值求解困难提供理论上的依据和启示。