流体饱和两相多孔介质动力反应计算分析 被引量：4

1

作者 李亮 杜修力 +1 位作者 赵成刚 李立云 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期113-118,共6页

基于流体饱和两相多孔介质的弹性波动方程组,运用显式逐步积分格式与局部透射人工边界相结合的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,对两相介质在输入地震波作用下的弹性动力反应进行计算和分析;对在是否考虑孔隙流体渗流的两种... 基于流体饱和两相多孔介质的弹性波动方程组,运用显式逐步积分格式与局部透射人工边界相结合的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,对两相介质在输入地震波作用下的弹性动力反应进行计算和分析;对在是否考虑孔隙流体渗流的两种情况下计算得到的两相介质弹性动力反应结果的差异进行对比研究,从而揭示孔隙流体渗流对两相介质动力反应性质的影响。计算结果表明:两相介质弹性动力反应时程的波形与入射地震波的波形相同,且弹性动力反应的峰值出现的时刻对应于入射地震波的峰值出现的时刻;孔隙流体的渗流将对两相介质的弹性动力反应性质产生显著的影响。数值计算同时表明,时域显式有限元方法是进行流体饱和两相多孔介质弹性动力反应计算分析的一种有效的方法。 展开更多

关键词 流体饱和两相多孔介质 弹性 动力反应 时域显式有限元方法 渗流影响

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两相多孔介质弹塑性动力反应计算分析的显式有限元方法 被引量：3

2

作者 李亮 杜修力 +1 位作者 赵成刚 李立云 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期784-790,共7页

应用连续介质力学的基本原理,针对流体饱和两相多孔介质的特点,建立起增量形式的两相多孔介质弹塑性波动方程组,以实现对两相多孔介质弹塑性动力反应的描述．运用伽辽金方法对该波动方程组进行空间离散,得到两相多孔介质弹塑性波动方程... 应用连续介质力学的基本原理,针对流体饱和两相多孔介质的特点,建立起增量形式的两相多孔介质弹塑性波动方程组,以实现对两相多孔介质弹塑性动力反应的描述．运用伽辽金方法对该波动方程组进行空间离散,得到两相多孔介质弹塑性波动方程组的伽辽金弱式,并应用中心差分法与Newmark常平均加速度法相结合的时域积分方法,对上述波动方程组进行时间离散,构造求解两相多孔介质弹塑性波动方程组的显式时间积分列式,从而形成流体饱和两相多孔介质弹塑性动力反应计算分析的时域显式有限元方法．该方法采用了解耦技术,不需要求解联立方程组,具有节省计算机内存空间和能够提高计算速度等优点． 展开更多

关键词 两相多孔介质 弹塑性 动力反应 时域显式有限元方法

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关节软骨两相多孔介质非线性模型的有限元方法 被引量：4

3

作者 刘馨燕 严波 刘海京 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期61-65,共5页

基于混合物理论的两相多孔介质模型可以准确描述关节软骨的力学行为 ,关节软骨的渗透率与固体相体积应变相关。本文研究这一模型的非线性有限元法。具体采用伽辽金加权残值法得到有限元平衡方程 ,编制了有限元程序 ,进而对关节软骨围限... 基于混合物理论的两相多孔介质模型可以准确描述关节软骨的力学行为 ,关节软骨的渗透率与固体相体积应变相关。本文研究这一模型的非线性有限元法。具体采用伽辽金加权残值法得到有限元平衡方程 ,编制了有限元程序 ,进而对关节软骨围限压缩蠕变和应力松弛行为进行了数值模拟。与视渗透率为常数的线性模型的计算结果比较表明 ,在变形较大时 ,渗透率随固体相体积应变变化这一非线性效应不容忽视。 展开更多

关键词 关节软骨 两相多孔介质 渗透率 非线性有限元 渗透率 伽辽金加权残值法

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两相多孔介质拟静态问题的一种有限元解法 被引量：2

4

作者 严波 刘占芳 张湘伟 《重庆大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2000年第1期41-44,共4页

对于流体饱和两相多孔介质的拟静态问题，在忽略流体粘性的情况下，从场方程中消去流体相速度变量，得到以固体相位移和孔隙压力为基本变量的控制场方程，并给出相应边值和初值问题的提法，进而采用加权残值有限元法导出基于ｕＳｐ ... 对于流体饱和两相多孔介质的拟静态问题，在忽略流体粘性的情况下，从场方程中消去流体相速度变量，得到以固体相位移和孔隙压力为基本变量的控制场方程，并给出相应边值和初值问题的提法，进而采用加权残值有限元法导出基于ｕＳｐ 变量的混合有限元公式。 展开更多

关键词 两相多孔介质 拟静态问题 混合有限元 罚有限元

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基于显式有限元方法的两相多孔介质地震反应研究 被引量：1

5

作者 李亮 杜修力 +1 位作者 赵成刚 李立云 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期550-553,共4页

基于流体饱和两相多孔介质的弹性波动方程组,运用显式逐步积分格式与局部透射人工边界相结合的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,对两相多孔介质在输入地震波作用下的弹性动力反应进行了计算和分析,以揭示两相多孔介质弹性地... 基于流体饱和两相多孔介质的弹性波动方程组,运用显式逐步积分格式与局部透射人工边界相结合的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,对两相多孔介质在输入地震波作用下的弹性动力反应进行了计算和分析,以揭示两相多孔介质弹性地震反应的规律和性质。计算结果表明:两相介质弹性地震反应时程的波形与入射地震波的波形相同,且弹性地震反应的峰值出现的时刻对应于入射地震波的峰值出现的时刻。本文的数值计算同时表明了时域显式有限元方法在进行两相多孔介质地震反应计算分析时的有效性。 展开更多

关键词 流体饱和两相多孔介质 弹性 地震反应 时域显式有限元方法

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粘性流体两相多孔介质非线性动力问题的罚有限元法 被引量：1

6

作者 严波 张汝清 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2000年第12期1247-1254,共8页

采用基于混合物理论的多孔介质模型 ,给出粘性流体饱和两相多孔介质非线性动力问题的控制场方程以及相应边值和初值问题的提法 ,用Galerkin加权残值法导出罚有限元公式 ,并给出该非线性方程组的迭代求解方法·　考虑了体积分数和渗... 采用基于混合物理论的多孔介质模型 ,给出粘性流体饱和两相多孔介质非线性动力问题的控制场方程以及相应边值和初值问题的提法 ,用Galerkin加权残值法导出罚有限元公式 ,并给出该非线性方程组的迭代求解方法·　考虑了体积分数和渗透率与变形相关的情况·　用编制的有限元程序计算分析了一维多孔柱体在脉冲载荷作用下的瞬态响应 ,数值结果表明文中方法正确有效· 展开更多

关键词 粘性流体 两相多孔介质 非线性动力问题 罚有限元法

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两相多孔介质动力问题的混合有限元及其解法

7

作者 严波 刘占芳 张湘伟 《重庆大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2000年第4期72-75,79,共5页

针对基于混合物理论的流体饱和两相多孔质模型 ,采用Galerkin加权残值有限元方法导出基于uS uF p 3个变量的混合有限元动力平衡方程。这种方法克服了罚有限元方法选择恰当的罚参数的困难 ,且计算得到的压力分布的精度高于罚有限元方法... 针对基于混合物理论的流体饱和两相多孔质模型 ,采用Galerkin加权残值有限元方法导出基于uS uF p 3个变量的混合有限元动力平衡方程。这种方法克服了罚有限元方法选择恰当的罚参数的困难 ,且计算得到的压力分布的精度高于罚有限元方法。由于系统方程的系数矩阵非正定 ,系统方程不能用直接法和传统的迭代法求解 ,为此提出了一种求解该方程组的迭代解法。 展开更多

关键词 两相多孔介质 动力问题 混合有限元 流体力学

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衬砌隧道中移动轴向激励作用下两相多孔介质动力响应 被引量：3

8

作者 包汉营 陈文化 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3735-3742,3754,共9页

为了研究衬砌隧道中地铁振动在饱和地层中的传播情况,采用移动轴向激励模拟技术,建立了隧道-衬砌-两相介质的动力分析模型;利用波函数展开法、傅里叶变换法等,推导了频域内衬砌隧道移动轴向激励作用下两相多孔介质动力响应的解析解,并... 为了研究衬砌隧道中地铁振动在饱和地层中的传播情况,采用移动轴向激励模拟技术,建立了隧道-衬砌-两相介质的动力分析模型;利用波函数展开法、傅里叶变换法等,推导了频域内衬砌隧道移动轴向激励作用下两相多孔介质动力响应的解析解,并给出了两相多孔介质临界速度的经验公式;通过离散快速傅里叶逆变换得到了时-空域内两相介质的动力响应。结果表明:无衬砌隧道中移动的轴向常激励作用下,两相介质临界速度只与介质的剪切模量和密度有关,且数值接近其剪切波速的1.1倍;对于衬砌隧道,介质的临界速度随着衬砌剪切模量的增大而增大,随着衬砌密度的增大而减小,衬砌对振动向介质中的传播有一定的削弱作用,衬砌剪切模量与介质剪切模量相差越大,削弱越明显;动力响应频率越接近激振频率,其幅值越大,所对应的临界速度越小。 展开更多

关键词 移动轴向激励 两相多孔介质 地铁振动 临界速度 波函数展开法

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基于显式有限元方法的两相介质弹塑性动力反应计算分析 被引量：2

9

作者 李亮 杜修力 +1 位作者 赵成刚 翟威 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期423-429,共7页

针对增量形式的流体饱和两相多孔介质弹塑性波动方程组,运用基于显式逐步积分格式的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,并应用基于SMP破坏准则的弹塑性动力本构模型描述两相介质的动力反应性质,对两相介质在输入地震波作用下的... 针对增量形式的流体饱和两相多孔介质弹塑性波动方程组,运用基于显式逐步积分格式的时域显式有限元方法对该波动方程组进行求解,并应用基于SMP破坏准则的弹塑性动力本构模型描述两相介质的动力反应性质,对两相介质在输入地震波作用下的弹塑性动力反应进行计算和分析,将计算结果与相应的弹性动力反应的计算结果进行对比;对本文应用的弹塑性动力本构模型进行参数研究,揭示模型参数的取值对两相介质弹塑性动力反应计算结果的影响。计算结果表明:两相介质弹塑性位移反应与相应的弹性位移反应具有较为显著的差别,表现为二者的峰值与反应时程的波形均有比较明显的差异;本文应用的弹塑性本构模型中的塑性势参数的取值对于两相介质弹塑性位移反应的计算结果具有显著的影响,而初始加载和卸载与重新加载阶段的硬化参数的比值仅影响动力反应结束后的塑性变形的幅值。本文工作表明,时域显式有限元方法是进行流体饱和两相多孔介质弹塑性动力反应计算分析的一种有效的方法。 展开更多

关键词 流体饱和两相多孔介质 弹塑性 动力反应 时域显式有限元方法 基于SMP破坏准则的动力本构模型

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考虑耦合质量影响的饱和多孔介质动力响应分析的显式有限元法 被引量：5

10

作者 赵成刚 闫华林 +1 位作者 李伟华 李亮 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期555-561,共7页

根据B iot饱和多孔介质动力方程,采用解耦技术,提出了考虑耦合质量aρ影响的饱和多孔介质中动力响应分析的显式有限元法。文中建立并推导了显式有限元的公式,编制了相应的计算程序并进行了实例计算。计算结果与解析解进行了对比,两者符... 根据B iot饱和多孔介质动力方程,采用解耦技术,提出了考虑耦合质量aρ影响的饱和多孔介质中动力响应分析的显式有限元法。文中建立并推导了显式有限元的公式,编制了相应的计算程序并进行了实例计算。计算结果与解析解进行了对比,两者符合很好,表明本文方法是处理饱和多孔介质动力问题的一种有效方法。文中还分析了耦合质量aρ对固相和液相动位移的影响。 展开更多

关键词 流体饱和两相多孔介质 显式有限元法 Biot动力方程 耦合质量ρa

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多孔介质淤沙对混凝土坝地震响应的影响分析

11

作者 闫毅志 张燎军 +2 位作者 杨华舒 苏志敏 武亮 《水电能源科学》 北大核心 2012年第1期54-56,共3页

针对淤沙对混凝土坝地震响应的影响问题,基于液固两相介质的Biot固结理论,推导了饱和多孔液固两相介质的压力波动方程,并以某混凝土坝为例,分析了不同淤沙孔隙率、渗透系数及淤沙层厚度对混凝土坝面地震响应的影响。实例应用结果表明,... 针对淤沙对混凝土坝地震响应的影响问题,基于液固两相介质的Biot固结理论,推导了饱和多孔液固两相介质的压力波动方程,并以某混凝土坝为例,分析了不同淤沙孔隙率、渗透系数及淤沙层厚度对混凝土坝面地震响应的影响。实例应用结果表明,淤沙能降低坝面动水压力、减小混凝土坝对地震的响应,且一定的淤沙对坝体抗震有益。 展开更多

关键词 饱和多孔液固两相介质 理想流体介质 淤沙 混凝土坝 地震响应

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力学参数随深度变化的关节软骨数值模拟 被引量：6

12

作者 周海宇 李元超 王成焘 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2011年第2期168-172,共5页

目的在软骨数值模拟中,对由于设置均匀和随深度变化的力学参数而导致的结果差异进行评估。方法利用COMSOL多孔介质模块建立软骨非线性两相多孔介质模型。在静载荷下,分别用均匀和随深度变化的两种软骨力学参数对模型进行了计算,并对两... 目的在软骨数值模拟中,对由于设置均匀和随深度变化的力学参数而导致的结果差异进行评估。方法利用COMSOL多孔介质模块建立软骨非线性两相多孔介质模型。在静载荷下,分别用均匀和随深度变化的两种软骨力学参数对模型进行了计算,并对两者的计算结果差异进行了分析。结果对于软骨总应力,两种参数设置的结果之间差异很小。但在分析软骨的固相应力、液体压力和流动等较深入细致的问题时,两种参数设置结果之间的差异不能忽略。结论不同的软骨力学参数设置对软骨总应力的结果几乎没有影响,但对软骨内流速场则影响很大。所以均匀的力学参数设置可用来简化计算软骨总应力的问题,而其他一些更细致的分析需要立足于随深度变化的软骨力学参数。这些结论可以为今后的软骨建模和数值计算提供参考,为人工关节的设计和计算奠定基础。 展开更多

关键词 力学参数 关节软骨 依赖深度变化 两相多孔介质 数值模拟 建模

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饱和度对波在土层交界面的反射、透射系数的影响 被引量：11

13

作者 李伟华 《西北地震学报》 CSCD 北大核心 2002年第4期303-309,共7页

把均匀流体概念引入Biot两相多孔介质动力理论中,用Biot的两相多孔介质模型模拟不完全饱和土层,给出SV波、P波从不完全饱和土层入射到弹性土层时,在土层交界面上反射、透射系数的表达式.结果表明与完全饱和相比,饱和度发生很小的变化就... 把均匀流体概念引入Biot两相多孔介质动力理论中,用Biot的两相多孔介质模型模拟不完全饱和土层,给出SV波、P波从不完全饱和土层入射到弹性土层时,在土层交界面上反射、透射系数的表达式.结果表明与完全饱和相比,饱和度发生很小的变化就会对交界面上反射、透射系数产生很大的影响.今后应该重视饱和度变化对地震动力响应的影响. 展开更多

关键词 均匀流体 Biot两相多孔介质动力理论 饱和度 界面效应 波 岩土工程 土体 地震工程

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层状淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响分析 被引量：1

14

作者 熊长鑫 闫毅志 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2015年第3期39-42,49,共5页

本文研究了不同厚度淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响以及一定厚度层状淤沙的不同分布形式对混凝土重力坝的地震响应的影响。基于饱和多孔液固两相介质的压力波动方程,设层状淤沙各层厚度不同,将层状淤沙分为三种不同分布形式,在每种... 本文研究了不同厚度淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响以及一定厚度层状淤沙的不同分布形式对混凝土重力坝的地震响应的影响。基于饱和多孔液固两相介质的压力波动方程,设层状淤沙各层厚度不同,将层状淤沙分为三种不同分布形式,在每种分布形式每层的物理参数相同和物理参数不同两种情况下,确定了淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响大小。通过算例分析表明,相同物理性质不同的分布形式对地震响应的影响不显著,而不同的分布形式对坝体的地震响应影响较大。 展开更多

关键词 混凝土重力坝 层状淤沙分布形式 饱和多孔液固两相介质 地震响应

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