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横观各向同性层状地基上任意形状刚性基础动力响应求解与分析 被引量:4
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作者 杨林青 韩泽军 +2 位作者 林皋 周小文 潘宗泽 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1257-1267,共11页
基础动力响应的求解对于更好地理解结构–地基相互作用具有重要的意义,而以往的相关研究主要求解各向同性层状地基内的频域解,对于横观各向同性层状地基,尤其是时域解目前较少有相关报道。针对横观各向同性层状地基,利用积分变换方法、... 基础动力响应的求解对于更好地理解结构–地基相互作用具有重要的意义,而以往的相关研究主要求解各向同性层状地基内的频域解,对于横观各向同性层状地基,尤其是时域解目前较少有相关报道。针对横观各向同性层状地基,利用积分变换方法、混合变量技术以及改进相减模型求解得到了任意形状基础动力响应的时域解。数值算例验证了算法的准确性,同时针对横观各向同性属性中水平向和竖直向材料参数的不同对时域内基础动力响应的影响进行了参数分析。结果表明,地基的非均质特性对于基础动力响应有显著的影响,在实际工程中应予以考虑,以求得到更加精确的结果。 展开更多
关键词 横观各向同性层状地基 任意形状基础 积分变换方法 混合变量技术 时域解
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横观各向同性层状地基上埋置刚性条带基础动力刚度矩阵求解 被引量:8
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作者 韩泽军 林皋 +1 位作者 周小文 李建波 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1117-1124,共8页
提出了求解横观各向同性层状地基埋置刚性条带基础动力刚度矩阵的精确算法。算法利用空间变换方法求解得到了横观各向同性层状地基表面或内部任意点的动力位移响应,针对开挖基础求解开挖区域内节点群的动力柔度矩阵,最后利用容积算法求... 提出了求解横观各向同性层状地基埋置刚性条带基础动力刚度矩阵的精确算法。算法利用空间变换方法求解得到了横观各向同性层状地基表面或内部任意点的动力位移响应,针对开挖基础求解开挖区域内节点群的动力柔度矩阵,最后利用容积算法求解埋置刚性条带基础动力刚度矩阵。此算法采用精细积分算法求解频率–波数域内层状地基的动力柔度系数,对层状地基的层数和厚度均没有任何限制。此外,算法基于维数较小的矩阵(2×2)运算,数值计算稳定,求解效率较高,数值算例验证了所提算法的精确性及对横观各向同性多层地基的广泛适用性。 展开更多
关键词 横观各向同性 层状地基 精细积分算法 埋置刚性条带基础 动力刚度矩阵
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三维横观各向同性层状地基任意点格林函数求解 被引量:7
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作者 韩泽军 林皋 周小文 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2218-2225,共8页
提出了求解横观各向同性层状地基表面或内部任意点位移格林函数的混合数值算法。此算法利用Fourier变换将频率–空间域的波动方程转换到频率–波数域内的状态方程,采用高精度的精细积分算法进行求解,得到频率–波数域内的动力柔度矩阵,... 提出了求解横观各向同性层状地基表面或内部任意点位移格林函数的混合数值算法。此算法利用Fourier变换将频率–空间域的波动方程转换到频率–波数域内的状态方程,采用高精度的精细积分算法进行求解,得到频率–波数域内的动力柔度矩阵,最后利用Fourier逆变换得到频率–空间域内任意点的位移格林函数。提出的算法适用于任意横观各向同性层状地基,对地基层数和单层的厚度均没有任何的限制。数值算例验证了算法的准确性,并针对层状地基的各向异性特性进行了参数分析。 展开更多
关键词 横观各向同性 层状地基 格林函数 精细积分 FOURIER变换
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横观各向同性层状地基动应力响应的求解与分析 被引量:7
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作者 韩泽军 林皋 +1 位作者 周小文 杨林青 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2287-2294,共8页
动力响应问题的求解对于地基在外荷载作用下引起的弹性波动问题研究有重要的意义。本文提出了一种求解横观各向同性层状地基在施加时间简谐荷载作用下任意点的应力响应的算法。此算法利用傅里叶变换将广义平面应变问题频率-空间域的动... 动力响应问题的求解对于地基在外荷载作用下引起的弹性波动问题研究有重要的意义。本文提出了一种求解横观各向同性层状地基在施加时间简谐荷载作用下任意点的应力响应的算法。此算法利用傅里叶变换将广义平面应变问题频率-空间域的动力方程转化到频率-波数域内,结合对偶变量的引入,利用高精度的精细积分算法对状态方程进行求解,在得到频率-波数域内的位移响应的基础上,利用傅里叶逆变换得到任意点的动应力响应。简谐荷载不仅可以施加在地基表面,而且可以施加在地基内部。对比算例验证了本文算法的准确性,同时对地基各向异性特性、激励频率和阻尼比对动应力响应的影响进行了参数分析,为工程实际提供可靠的数值依据。 展开更多
关键词 横观各向同性 层状地基 简谐荷载 动应力响应 精细积分算法
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地埋梁与横观各向同性层状地基相互作用的广义Vesic解答 被引量:3
5
作者 王雨 陈文化 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2241-2248,共8页
根据横观各向同性弹性理论和传递矩阵法,考虑梁底埋深、地基的横观各向同性及成层性,推导得到基床系数的广义Vesic解答。数值算例验证了基床系数取值方法的合理性和准确性,分析了各个参数变化对基床系数取值的影响。结果表明,基床系数k... 根据横观各向同性弹性理论和传递矩阵法,考虑梁底埋深、地基的横观各向同性及成层性,推导得到基床系数的广义Vesic解答。数值算例验证了基床系数取值方法的合理性和准确性,分析了各个参数变化对基床系数取值的影响。结果表明,基床系数k随梁底埋深h的增加而不断增大至最大值,约为地表时的2.05~2.25倍;k随着地基总厚H的增大而减小,而随横观各向同性参数r的增大而增大;当h为0或H超过100b或r为1时,本文解退化为Vesic解;土层加权平均弹性模量相同且首层土体越硬时,k值越大,且广义Vesic解用于有限长梁分析时的计算误差越小。 展开更多
关键词 基床系数 横观各向同性 层状地基 地埋梁 广义Vesic解
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横观各向同性层状地基上弹性矩形板的参数研究 被引量:10
6
作者 艾智勇 杨轲舒 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1442-1446,共5页
根据横观各向同性单层地基的解析层元,结合土体之间的层间连续性条件,得到了横观各向同性层状土体在任意均布荷载下的位移解答。结合弹性矩形板与层状地基表面的位移协调条件和光滑接触条件,推导出横观各向同性地基与弹性矩形板共同作... 根据横观各向同性单层地基的解析层元,结合土体之间的层间连续性条件,得到了横观各向同性层状土体在任意均布荷载下的位移解答。结合弹性矩形板与层状地基表面的位移协调条件和光滑接触条件,推导出横观各向同性地基与弹性矩形板共同作用的解析解。随后编制了相应的Fortran程序进行数值计算,分析了板土刚度比、土体横观各向同性和土体层状特性,模型中各个参数对计算结果的影响。结果表明:板土刚度比?、横观各向同性参数m和层状性质参数?对计算结果影响更大,横观各向同性参数n和层状性质参数β影响则相对较小。 展开更多
关键词 横观各向同性 层状地基 解析层元解 弹性矩形板 板土刚度比
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格林函数在横观各向同性层状地基沉降中的应用 被引量:1
7
作者 唐和生 薛松涛 +1 位作者 陈镕 王远功 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期626-630,共5页
利用薄层元素法得出横观各向同性层状地基在内、外部荷载作用下的位移格林函数 .在此基础上 ,分析了各向同性及横观各向同性层状地基在不同荷载作用下沉降的差异 ,在工程设计中具有一定的意义 .
关键词 格林函数 横观各向同性 地基沉降
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横观各向同性层状地基上轴对称受荷刚性圆板问题 被引量:2
8
作者 艾智勇 史本凯 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2341-2344,共4页
采用轴对称横观各向同性层状地基的解析层元解来求解刚性圆板与地基的共同作用问题,结合刚性圆板与地基表面的位移协调条件,建立横观各向同性层状地基上受荷刚性圆板问题的积分方程;运用数值方法求解该积分方程,得到在给定位移下刚性圆... 采用轴对称横观各向同性层状地基的解析层元解来求解刚性圆板与地基的共同作用问题,结合刚性圆板与地基表面的位移协调条件,建立横观各向同性层状地基上受荷刚性圆板问题的积分方程;运用数值方法求解该积分方程,得到在给定位移下刚性圆板与地基间的接触应力。编制相应的计算程序进行数值计算,分析了地基横观各向同性参数、地基厚度和地基成层性对地基反力的影响。 展开更多
关键词 横观各向同性 层状地基 解析层元解 刚性圆板 轴对称问题
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移动荷载作用下横观各向同性层状地基–薄板结构动力响应半解析研究 被引量:3
9
作者 冯多 徐林荣 +1 位作者 蔡雨 苏娜 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期858-866,I0004,共10页
为研究各向异性和动载参数对层状地基-薄板结构动力响应的影响规律,在已有各向异性弹性动力学理论的基础上,利用积分变换及矩阵分析理论,获得移动矩形简谐荷载作用下横观各向同性层状地基-薄板(无限大)结构的稳态动力响应半解析解答。... 为研究各向异性和动载参数对层状地基-薄板结构动力响应的影响规律,在已有各向异性弹性动力学理论的基础上,利用积分变换及矩阵分析理论,获得移动矩形简谐荷载作用下横观各向同性层状地基-薄板(无限大)结构的稳态动力响应半解析解答。通过对比既有算例所得结果,验证半解析解的准确性,进而对板体位移动力响应进行参数分析。结果表明:各向同性、横观各向同性假设下的计算结果存在较大差异。移动荷载较静载使板体位移幅值不对称分布,且存在临界速度使荷载作用区域幅值最大。荷载激振频率增大会减小板体竖向位移的响应范围。第一层地基的各向异性水平相较其余层对板体位移影响较大,增大其n值(水平、竖直弹性模量比)可改善板体在动力作用下的位移响应分布特征。 展开更多
关键词 移动荷载 横观各向同性 层状地基 弹性薄板 半解析解
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层状岩石横观各向同性蠕变损伤本构模型研究
10
作者 朱元广 王璇尧 +3 位作者 刘滨 刘学伟 薛皓元 耿志 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1095-1108,共14页
我国中西部深埋隧道建设穿越大量层状岩体,在高地应力作用下层状岩石呈现出横观各向同性性质和显著的蠕变现象,极易引发隧道掌子面坍塌、支护结构破坏等工程灾害。为准确表征岩层倾角和时间效应对层状岩石力学性质的影响,基于分数阶微... 我国中西部深埋隧道建设穿越大量层状岩体,在高地应力作用下层状岩石呈现出横观各向同性性质和显著的蠕变现象,极易引发隧道掌子面坍塌、支护结构破坏等工程灾害。为准确表征岩层倾角和时间效应对层状岩石力学性质的影响,基于分数阶微积分理论和蠕变柔量替代法,以元件组合模型为基础,建立了一种考虑损伤和岩层角度的横观各向同性非线性蠕变模型(T模型),并推导了一维和三维蠕变本构方程。T模型采用分数阶Kelvin模型描述减速蠕变阶段特征,采用Abel黏壶描述稳态蠕变阶段特征,采用瞬时塑性元件和分数阶非线性损伤黏壶并联来反映加速蠕变阶段特征。基于炭质板岩蠕变试验数据,采用最小二乘法对蠕变本构方程进行了参数识别。通过RMSE(均方根误差)、MAE(平均绝对误差)和R2(决定系数)的误差分析及与现有横观各向同性蠕变模型的对比,验证了T模型本构方程的拟合效果,表明T模型能更加准确地描述层状岩石各蠕变阶段的特性。研究结果为层状岩石隧道围岩长期稳定性分析提供理论依据。 展开更多
关键词 层状岩石 横观各向同性 蠕变 本构方程 分数阶
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横观各向同性非饱和黄土蠕变特性及沉降预测 被引量:1
11
作者 杨校辉 赵子毅 +2 位作者 郭楠 钱豹 朱彦鹏 《岩土力学》 北大核心 2025年第5期1489-1500,1510,共13页
大面积分层填筑完成后的填方地基具有横观各向同性的特点,且多处于非饱和状态,工后沉降预测困难,同时考虑横观各向同性和非饱和特性的蠕变模型未见提出。为此,改进非饱和土真三轴仪、制备横观各向同性非饱和黄土试样,通过土-水特征曲线... 大面积分层填筑完成后的填方地基具有横观各向同性的特点,且多处于非饱和状态,工后沉降预测困难,同时考虑横观各向同性和非饱和特性的蠕变模型未见提出。为此,改进非饱和土真三轴仪、制备横观各向同性非饱和黄土试样,通过土-水特征曲线试验得到不同深度处横观各向同性非饱和黄土基质吸力与含水率的关系,通过固结排水试验系统研究不同初始压实度、初始含水率、偏应力和净围压作用下黄土填土的蠕变特性;依据蠕变曲线确定修正Burgers元件模型中6个参数的表达式,建立了横观各向同性非饱和黄土填方地基的工后沉降预测方法。结果表明:横观各向同性非饱和黄土具有明显的蠕变特性,总体呈非线性衰减蠕变,初始压实度、初始含水率、偏应力和净围压均对其蠕变特性有显著影响;蠕变稳定应变与初始压实度呈线性变化关系,提高土体的压实度,可以有效减小填方地基的工后沉降;基于修正Burgers模型建立了能反映初始压实度、初始含水率、应力水平影响,并能准确描述横观各向同性非饱和黄土填方地基工后沉降规律的预测算法;通过实际工程监测结果验证,所提出的工后沉降预测算法简单实用,具有良好的预测效果。研究成果能够丰富和发展非饱和土的蠕变模型,为解决高填方地基变形计算问题提供科学依据。 展开更多
关键词 横观各向同性 非饱和黄土 填方地基 三轴蠕变试验 修正Burgers模型 工后沉降预测
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横观各向同性层状饱和地基的轴对称二维Biot固结分析 被引量:2
12
作者 陈胜立 贺海洪 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期760-763,768,共5页
从Biot基本固结方程出发,引入状态变量,构造了一组描述土体固结的等价状态变量微分方程.该方程组可利用Hankel-Laplace联合积分变换的方法进行求解,由此获得饱和土骨架位移、应力、孔隙水压力及渗流量的一般积分形式解.通过一个数值算... 从Biot基本固结方程出发,引入状态变量,构造了一组描述土体固结的等价状态变量微分方程.该方程组可利用Hankel-Laplace联合积分变换的方法进行求解,由此获得饱和土骨架位移、应力、孔隙水压力及渗流量的一般积分形式解.通过一个数值算例分析了横观各向同性层状饱和地基受荷载作用的固结性状.结果表明,固结速率随地基厚度的增加而减小,在无量纲地基厚度h>10时,其对地基固结特性的影响可略去. 展开更多
关键词 土动力学 饱和土 BIOT固结 横观各向同性层状地基 Hankel—Laplace联合积分变换
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层状横观各向同性地基上异性矩形薄板的弯曲解析解 被引量:4
13
作者 王春玲 丁欢 刘俊卿 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期78-83,共6页
选用更具广泛性的层状横观各向同性弹性地基模型,来分析四边自由各向异性矩形地基板的弯曲解析解。先基于直角坐标下横观各向同性体的静力胡海昌通解,借助双重傅里叶变换及矩阵传递法,获得层状横观各向同性地基的静力位移场和应力场;然... 选用更具广泛性的层状横观各向同性弹性地基模型,来分析四边自由各向异性矩形地基板的弯曲解析解。先基于直角坐标下横观各向同性体的静力胡海昌通解,借助双重傅里叶变换及矩阵传递法,获得层状横观各向同性地基的静力位移场和应力场;然后将异性薄板的弯曲控制方程,与基于层状横观各向同性弹性地基的位移解建立的板与地基变形协调方程相结合,先按对称性分解,再用三角级数法,得出层状横观各向同性弹性地基上四边自由各向异性矩形薄板的弯曲解析解,包括地基反力、板的挠度及板的内力的解析表达式。克服了数值法的弊端,取消了对地基反力的假设,且避免了矩阵指数函数的计算;同时考虑了地基的层状性及板和地基的各向异性,从而得到板的内力及地基反力更切实际的分布规律。算例结果与文献的有限元结果吻合良好,证明本文方法是切实可行的。 展开更多
关键词 横观各向同性 层状地基 各向异性 四边自由矩形薄板 弯曲 解析解
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层状横观各向同性地基上刚性条形基础动力刚度系数 被引量:3
14
作者 巴振宁 胡黎明 梁建文 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期67-81,共15页
采用间接边界元方法(IBEM)研究了层状横观各向同性(TI)地基上明置条形基础平面内动力刚度系数。首先,在波数域中求解TI介质动力平衡方程,建立了TI土层和TI半空间的精确动力刚度矩阵,并通过集整土层和半空间刚度矩阵,求得层状TI地基整体... 采用间接边界元方法(IBEM)研究了层状横观各向同性(TI)地基上明置条形基础平面内动力刚度系数。首先,在波数域中求解TI介质动力平衡方程,建立了TI土层和TI半空间的精确动力刚度矩阵,并通过集整土层和半空间刚度矩阵,求得层状TI地基整体动力刚度矩阵。然后,采用刚度矩阵方法求得层状TI地基表面均布荷载动力格林函数。最后,由基础与地基表面的混合边界条件求得明置条形基础的平面内动力刚度系数。均布荷载动力格林函数的引入克服了传统边界元方法的奇异性问题,同时,精确动力刚度矩阵的引入使得方法不受土层厚度的限制。通过与已有结果比较验证了方法的正确性,并以均匀TI半空间地基、单一TI土层地基和多TI土层地基上明置基础为例进行了数值计算分析,探讨了TI参数、振动频率和土层对刚度系数的影响。研究表明,土体TI参数对刚度系数有着显著的影响,尤其是层状TI地基中刚度系数的峰值频率和峰值十分依赖于TI参数的变化;逆序地基与正常序列地基上基础刚度系数差异明显,逆序地基对应刚度系数随频率振荡剧烈且数值较大。 展开更多
关键词 动力刚度系数 横观各向同性 层状地基 条形基础 间接边界元法
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层状横观各向同性地基与刚性条形基础共同作用分析 被引量:5
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作者 艾智勇 张逸帆 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期752-756,共5页
运用对偶积分方程来求解刚性条形基础与层状横观各向同性地基的接触问题。从直角坐标系下平面应变问题基本控制方程出发,通过对坐标x的Fourier积分变换和Cayley-Hamilton定理推导出单层横观各向同性地基的传递矩阵。将单层地基传递矩阵... 运用对偶积分方程来求解刚性条形基础与层状横观各向同性地基的接触问题。从直角坐标系下平面应变问题基本控制方程出发,通过对坐标x的Fourier积分变换和Cayley-Hamilton定理推导出单层横观各向同性地基的传递矩阵。将单层地基传递矩阵结合层间连续性条件,推导出层状地基的传递矩阵解。利用刚性条形基础与层状横观各向同性地基接触的混合边值条件,推导出一组对偶积分方程,并应用Jacobi正交多项式将其转化为线性代数方程组,求解得到地基反力。编制了相应的计算程序,其计算结果与已有文献和有限元软件的结果基本吻合,并分析了地基横观各向同性性质与成层性对计算结果的影响。 展开更多
关键词 横观各向同性 层状地基 传递矩阵 对偶积分方程
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层状横观各向同性地基平面应变问题的扩展精细积分解 被引量:2
16
作者 艾智勇 张逸帆 王路君 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1885-1890,1900,共7页
利用扩展精细积分法求解横观各向同性地基的平面应变问题。扩展精细积分法具有高精度和较高计算效率的特点,是求解微分方程的有效方法,相比于解析法可以节省大量理论推导工作量。从直角坐标下弹性力学控制方程出发,推导出Fourier变换域... 利用扩展精细积分法求解横观各向同性地基的平面应变问题。扩展精细积分法具有高精度和较高计算效率的特点,是求解微分方程的有效方法,相比于解析法可以节省大量理论推导工作量。从直角坐标下弹性力学控制方程出发,推导出Fourier变换域内地基的常微分矩阵方程;之后对地基微层元进行消元合并,进一步得到荷载作用在地基内部时层状地基的扩展精细积解。与已有文献的对比验证了方法的精确性,并分析了横观各向同性参数、层状性质和荷载作用点对计算结果的影响。结果表明:土体竖向位移随着横观各向同性参数n的增大而减小,而随着横观各向同性参数m的增大而增大;荷载作用点z?的变化只对作用点以上的土体有影响,而上层土体的模量对竖向位移计算结果的影响更为显著,土体成层性对沉降的影响要比对竖向应力的影响更为显著。 展开更多
关键词 横观各向同性 层状地基 平面应变 扩展精细积分法
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列车荷载下轨道系统-层状横观各向同性饱和地基动力响应 被引量:7
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作者 叶俊能 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1597-1603,1614,共8页
基于Biot波动理论,构建列车荷载-轨道系统-双层状横观各向同性饱和地基模型,将模型分为上覆路轨系统和地层系统。对上覆路轨系统和地层系统处理,并利用双重Fourier变换技术,在变换域中将横观各向同性饱和地基动力响应的求解简化为求解一... 基于Biot波动理论,构建列车荷载-轨道系统-双层状横观各向同性饱和地基模型,将模型分为上覆路轨系统和地层系统。对上覆路轨系统和地层系统处理,并利用双重Fourier变换技术,在变换域中将横观各向同性饱和地基动力响应的求解简化为求解一个6阶控制方程的特征值问题,进而得到了列车荷载作用下双层横观各向同性饱和地基力响应的解析结果。利用离散Fourier逆变换得到数值计算结果,重点分析了上下土层的刚度和泊松比对位移和孔隙水压力和剪切应力响应的影响,结果表明,上、下土层刚度差异对地基动力响应有较大影响,土层各向异性参数中模量的影响较泊松比大。计算结果可为软土路基加固深度的确定提供理论依据。 展开更多
关键词 列车荷载 轨道系统 横观各向同性 饱和地基 动力响应
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墙下条形基础与层状横观各向同性地基共同作用 被引量:1
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作者 艾智勇 张逸帆 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1243-1248,共6页
运用对偶积分方程来求解层状横观各向同性地基与墙下条形基础的共同作用问题。从直角坐标平面应变问题控制方程出发,通过傅里叶(Fourier)变换和层间连续性条件,可以得到层状横观各向同性地基的传递矩阵解。基于该传递矩阵解,并利用条形... 运用对偶积分方程来求解层状横观各向同性地基与墙下条形基础的共同作用问题。从直角坐标平面应变问题控制方程出发,通过傅里叶(Fourier)变换和层间连续性条件,可以得到层状横观各向同性地基的传递矩阵解。基于该传递矩阵解,并利用条形基础与地基接触的混合边值条件,推导出一组关于基础挠度和地基反力的对偶积分方程。考虑墙下条形基础受到竖向集中荷载的情况,利用弹性薄板理论先求解出条形基础挠度;随后应用雅可比(Jacobi)正交多项式和级数展开的方法,将对偶积分方程转化为线性代数方程组进行求解。编制了相应的计算程序,其计算结果与有限元软件ABAQUS的结果基本吻合,从而验证了所提理论的正确性。算例分析表明,板土相对刚度与地基成层性对地基反力、地表沉降和沿z轴竖向正应力有很大的影响。 展开更多
关键词 横观各向同性 层状地基 墙下条形基础 对偶积分方程
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层状横观各向同性饱和地基上圆板的非轴对称振动 被引量:3
19
作者 王小岗 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期1232-1244,共13页
研究了层状横观各向同性饱和地基上弹性圆板的非轴对称振动问题.首先,通过方位角的Fourier变换,将圆柱坐标系下横观各向同性饱和土的三维动力方程转化为一阶常微分方程组,基于径向Hankel变换,建立问题的状态方程,求解状态方程后得到传... 研究了层状横观各向同性饱和地基上弹性圆板的非轴对称振动问题.首先,通过方位角的Fourier变换,将圆柱坐标系下横观各向同性饱和土的三维动力方程转化为一阶常微分方程组,基于径向Hankel变换,建立问题的状态方程,求解状态方程后得到传递矩阵;其次,利用传递矩阵,结合层状饱和地基的边界条件、排水条件及层间接触和连续条件,给出了任意简谐激振力作用下层状横观各向同性饱和地基动力响应的通解;然后,按混合边值问题建立层状饱和地基上弹性圆板非轴对称振动的对偶积分方程,并将对偶积分方程化为易于数值计算的第二类Fredholm积分方程,并给出了算例. 展开更多
关键词 横观各向同性 饱和层状地基 Biot动力方程 弹性圆板 FREDHOLM积分方程
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移动荷载作用下层状横观各向同性饱和土中排桩的隔振效应
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作者 杨帅 贾敏才 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1263-1269,共7页
利用有限元-边界元耦合法评估了移动荷载下层状横观各向同性饱和土体中排桩的隔振效果。利用有限元法将排桩离散成单桩以及桩单元,基于Bernoulli-Euler梁理论得到桩的有限元矩阵方程;在桩-土边界,土体单元与桩单元进行了等节点离散,并... 利用有限元-边界元耦合法评估了移动荷载下层状横观各向同性饱和土体中排桩的隔振效果。利用有限元法将排桩离散成单桩以及桩单元,基于Bernoulli-Euler梁理论得到桩的有限元矩阵方程;在桩-土边界,土体单元与桩单元进行了等节点离散,并以层状饱和地基的解析层元基本解作为核函数,利用边界积分法得到桩-土界面处地基的柔度矩阵;基于两阶段理论,将侧摩阻力响应与移动荷载直接引起的振动进行耦合,结合边界元法得到饱和地基的边界元方程;考虑Bernoulli-Euler梁和土体之间不发生相对滑移和脱开的位移协调条件,耦合有限元和边界元方程,得到排桩的动力响应方程;计算有无排桩隔振下某一观测点的位移,即可结合隔振理论分析排桩的隔振效率。在验证所提方法准确性的基础上,分析了桩长、桩身刚度、移动荷载速度以及横观各向同性参数对排桩隔振效应的影响。结果表明:最优桩长约等于2倍瑞利波长,超过该值隔振效果提高不大;桩与地基的刚度差越大,隔振效果越好;荷载速度超过剪切波速,桩基隔振表现反而更好。 展开更多
关键词 层状横观各向同性饱和土 排桩 移动荷载 隔振效应 有限元-边界元耦合法
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