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- 一种横观各向同性非饱和半空间的动力响应计算方法
- 本发明公开了一种横观各向同性非饱和半空间的动力响应计算方法。为了更好地模拟非饱和土地基的沉积过程以及所受围压的影响,该方法基于功能梯度材料在空间方向具有连续或准连续变化的非均质特性,假设横观各向同性非饱和土体的弹性系数和...
- 马文杰王旭王博林韩高孝施瑞周亚龙张克平
- 非均匀饱和半空间的Lamb问题被引量:6
- 2020年
- 基于Biot多孔介质波动理论,建立孔隙率、密度、剪切模量和渗透系数相互耦合且同时沿深度变化的非均匀饱和半空间模型,引入量化的非均匀梯度表征地基非均匀程度。在柱坐标系下构建以土骨架位移和孔隙压力为基本未知量的三维动力控制方程,采用算子运算和Hankel积分变换求解控制方程,推导出简谐集中力作用下半空间地基振动响应的积分解。将所得结果分别退化到均匀饱和半空间和弹性半空间与经典Lamb解做了对比,验证了结果的正确性。利用已有研究结论,给出孔隙率、密度、剪切模量和渗透系数之间的耦合关系式,代入推导结果进行数值计算。分别对水饱和地基和气饱和(干土)地基的动力响应进行分析,给出两类地基在动力作用下的振动位移和孔隙压力分布,并对非均匀性的影响作出分析。结果表明:4参数沿地基深度耦连变化对地基的动力响应产生一定程度影响,振动位移和孔隙压力在地层中的衰减速度由此加快。由于水的黏滞性远大于气体,所以水饱和地基中的振动衰减更快。非均匀程度越高,耦合效应的影响越明显。
- 王立安赵建昌侯小强刘生纬王作伟
- 关键词:非均匀饱和半空间动力响应
- 爆炸荷载作用下饱和半空间中衬砌隧道弹性动力响应IBIEM模拟被引量:3
- 2018年
- 饱和土中爆炸波的传播同单相介质具有显著差别.基于Biot两相介质理论,采用一种高精度间接边界积分方程法(IBIEM)研究了饱和半空间中浅埋衬砌隧道在内部爆炸荷载作用下的瞬态弹性动力反应.通过典型算例,给出了爆炸荷载作用下隧道附近地表位移、衬砌动应力、围岩径向位移和衬砌表面孔隙水压的时程响应,并对比分析了饱和半空间和全空间中隧道动力响应的区别.研究表明:覆土层厚度对浅埋隧道-围岩整体动力响应特征具有明显影响;衬砌表面透水状态对爆炸荷载的时程响应的影响不显著;随半空间饱和介质孔隙率增加,围岩相对刚度下降,进而受隧道内部爆炸影响程度降低,衬砌承担的爆炸作用增大;当和直达波、衬砌内部反射波的峰值叠加作用时,半空间表面反射波对衬砌隧道拱顶附近响应影响显著,使得衬砌动应力幅值、径向位移相比深埋情况大幅度增加.
- 刘中宪琚鑫梁建文
- 关键词:饱和半空间隧道衬砌爆炸荷载
- Rayleigh波在饱和半空间中圆形洞室周围的散射被引量:2
- 2017年
- 基于Biot的两相介质理论,采用间接边界积分方程法,求解了Rayleigh波在饱和半空间中圆形洞室周围的二维散射问题,分析了入射波频率、孔隙率、边界渗透条件和洞室埋深等参数对地表位移幅值、洞室表面和地表孔隙水压力的影响。研究结果表明,由于圆形洞室的存在,饱和半空间地表位移幅值和地表孔隙水压被明显放大:在透水条件下,水平和竖向位移最大值分别比自由场放大了10.1倍和11.2倍;在不透水条件下,水平和竖向位移最大值分别比自由场放大了12.0倍和9.6倍,地表孔隙水压力放大了2.1~3.0倍。地表位移和孔隙水压力最大值均出现在入射波近端洞室边界附近。随着Rayleigh波入射频率的增大和洞室埋深的增加,地表位移幅值的放大作用有所减小。在相同孔隙率条件下,当入射频率为1.0时,洞室表面孔隙水压力最大;当入射频率为2.0时,洞室表面孔隙水压力最小,洞室表面最大孔隙水压力出现在洞室顶部。
- 徐颖梁建文刘中宪
- 关键词:饱和半空间圆形洞室散射RAYLEIGH波
- 层状TI饱和半空间中地下隧道地震响应分析研究
- 近年来,不少学者研究了不同场地中隧道对地震波的散射问题,但多限于各向同性介质。由于长期风化和沉积作用,天然岩土体表现出明显的横观各向同性(TI)性质,加之当前许多运营中或在建的地铁等隧道结构位于沿海地区的饱和场地,因而引...
- 段化贞
- 关键词:间接边界元法格林函数
- 层状TI饱和半空间中三维凹陷地形和洞室对弹性波的散射
- 复杂场地在弹性波作用下的动力响应研究是地震工程等领域的热点领域。已有的相关研究大多是基于各向同性介质。然而由于自然风化和沉积,土体表现出明显的横观各向同性(TI)。其次,实际中的工程场地多为固液两相介质,即为多孔饱和介质...
- 严洋
- 关键词:洞室弹性波散射特性
- 饱和半空间中凹陷地形对平面波散射解析方法的研究
- 中国处在世界两大地震带交汇处,是一个地震多发的国家。随着中国人口的增长和土地资源的紧缺,更多的工程项目将建设在地形复杂的局部地形上。目前,在局部场地对地震响应影响的研究上主要是采用单相介质进行讨论的。但地球表面土层很多情...
- 杨贝贝
- 关键词:凹陷地形平面波地震响应
- 层状TI弹性或饱和半空间中列车运行引起的振动研究
- 随着列车运行速度的大幅提升,列车运行引起的振动问题成为了土木工程和交通工程等领域中的热点研究课题。目前该研究多将土描述为各向同性介质。然而,天然土体在沉积分化作用下,表现出明显的横观各向同性(TI)特性。开展基于TI地基...
- 高亚南
- 关键词:移动荷载横观各向同性动力响应列车运行
- 流体饱和半空间中埋置球面P1、P2和SV波源动力格林函数被引量:1
- 2016年
- 基于Biot流体饱和孔隙介质理论,采用Hankel积分变换方法,在频域内求解了流体饱和半空间中埋置球面P1、P2和SV波源的动力格林函数。首先由Hankel积分变换将空间域内球面波展开为波数域内柱面波的叠加;然后在半空间表面对称位置虚拟放置一同样大小的球面波源,这样对于球面膨胀波源(P1和P2波源),地表剪应力为零,但存在非零正应力和孔隙水压,对于球面剪切波源(SV波源),地表正应力和孔隙水压为零,但存在非零剪应力;最后叠加球面波源、虚拟波源和残余半空间表面应力产生的动力响应,即可求得流体饱和半空间中埋置球面波源波数域内的动力响应,空间域内埋置球面波源的动力格林影响函数则由Hankel逆变换求得。该文给出的球面波源动力格林函数,为建立以球面P1、P2和SV波动力格林函数为基本解的间接边界元方法,求解饱和多孔介质中三维轴对称弹性波散射问题奠定了基础。
- 巴振宁梁建文
- 关键词:HANKEL变换
- 饱和半空间中衬砌隧道对弹性波的散射及内源问题
- 当今中国经济蓬勃发展,城市交通运输网络立体化不断完善。地铁已然成为了人们赖以出行的交通工具。因此,研究饱和土体中衬砌隧道对平面P、SV波的散射以及衬砌隧道在内部爆炸荷载作用下的瞬态反应对工程抗震、抗爆以及防灾减灾具有非常...
- 琚鑫
- 关键词:饱和半空间弹性波散射爆炸荷载傅立叶变换
- 文献传递
相关作者
- 梁建文

- 作品数:337被引量:1,558H指数:25
- 供职机构:天津大学建筑工程学院
- 研究主题:散射 平面SH波 层状半空间 解析解 地震动
- 巴振宁

- 作品数:194被引量:777H指数:15
- 供职机构:天津大学
- 研究主题:散射 层状半空间 斜入射 格林函数 平面SH波
- 刘中宪

- 作品数:231被引量:473H指数:11
- 供职机构:天津市软土特性与工程环境重点实验室
- 研究主题:散射 间接边界元法 弹性半空间 沉积盆地 地震波散射
- 蔡袁强

- 作品数:471被引量:2,556H指数:27
- 供职机构:浙江工业大学
- 研究主题:真空预压 动力响应 排水板 饱和地基 土力学
- 梅雄一

- 作品数:5被引量:13H指数:2
- 供职机构:天津大学建筑工程学院土木工程系
- 研究主题:斜入射 饱和半空间 平面SH波 间接边界元法 层状半空间