饱和土动力固结分析中的变分原理 被引量：8

1

作者 张洪武 钟万勰 钱令希 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第3期20-29,共10页

给出文献的饱和土动力微分方程变分所对应的泛函表达式,这对饱和多孔介质的动力固结问题数值分析具有重要意义。

关键词 饱和土 固结 动力学 变分原理

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饱和地基二维动力Biot固结分析 被引量：7

2

作者 祝波恩 蔡袁强 凌道盛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期248-253,共6页

根据Biot平面动力固结方程,运用积分变换的方法,建立了周期荷载作用下单层地基的二维Biot动力固结的函数表达式。根据下边界为不透水基岩的边界条件,获得了地基表面作用周期荷载时地基内任意点应力(包括孔压)、位移(包括流体流量)的一... 根据Biot平面动力固结方程,运用积分变换的方法,建立了周期荷载作用下单层地基的二维Biot动力固结的函数表达式。根据下边界为不透水基岩的边界条件,获得了地基表面作用周期荷载时地基内任意点应力(包括孔压)、位移(包括流体流量)的一般积分形式解。根据算例,研究了在周期荷载作用下,地基中的超静孔隙水压力、位移的幅值随动力渗透系数变化的一般规律。 展开更多

关键词 饱和地基 动力biot固结 积分变换 动力渗透系数 孔隙水压力 荷载

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饱和土体固结3D比例边界有限元法分析 被引量：4

3

作者 徐斌 徐满清 王建华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期8-16,共9页

基于饱和土体Biot固结理论,考虑土体体力与表面作用力,结合饱和土体中土骨架动力平衡方程与孔隙流体的连续方程,在计算域内采用Galerkin加权余量法,推导了3D无限、有限域全耦合饱和土体固结的比例边界有限元方程.理论推导表明:与单相弹... 基于饱和土体Biot固结理论,考虑土体体力与表面作用力,结合饱和土体中土骨架动力平衡方程与孔隙流体的连续方程,在计算域内采用Galerkin加权余量法,推导了3D无限、有限域全耦合饱和土体固结的比例边界有限元方程.理论推导表明:与单相弹性土体不同的是,由于孔隙水的存在,饱和土体固结比例边界有限元法方程中不仅有位移、应力矩阵,而且还存在孔隙水压力的影响耦合矩阵;该方程不仅能够满足无限域无穷远边界辐射条件,而且在径向(与饱和土体-结构接触面垂直方向,指向无限远)上具有严格的精确性,环向上(与饱和土体-结构接触面平行方向)具有有限元单元无限收敛的准确性. 展开更多

关键词 3D全耦合饱和土体 Galerkin加权余量法 比例边界有限元法 biot饱和土动力固结

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Biot动力固结方程简化模型在桩水平动力响应中适用性研究 被引量：9

4

作者 余俊 尚守平 +1 位作者 黄娟 阳军生 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1558-1563,共6页

分析不同Biot动力固结方程简化模型在桩水平振动中的适用性。引入势函数进行解耦,推导了忽略土体及水体竖向连续的土层水平振动响应解析解,结合以前研究,讨论了单相土模型、等效单相土模型与不同渗透系数条件下忽略流体惯性项忽略竖向... 分析不同Biot动力固结方程简化模型在桩水平振动中的适用性。引入势函数进行解耦,推导了忽略土体及水体竖向连续的土层水平振动响应解析解,结合以前研究,讨论了单相土模型、等效单相土模型与不同渗透系数条件下忽略流体惯性项忽略竖向连续模型、考虑流体惯性项忽略竖向连续模型以及考虑流体惯性项考虑竖向连续模型的桩头阻抗频响规律,指出Biot动力固结方程可进行简化的条件。 展开更多

关键词 biot动力固结 饱和土 简化模型 水平振动 适用性

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饱和土的球对称固结与Mandel-Cryer效应 被引量：2

5

作者 张引科 昝会萍 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2007年第2期177-180,共4页

饱和土的固结问题是土力学的一个基本问题,在饱和土固结过程中往往伴有Mandel-Cryer效应,对Mandel-Cryer效应的理论研究尚不完善.以Biot饱和土理论为基础,通过直接求解饱和土球对称Biot固结方程,得到了球对称固结方程在真实空间的解析解... 饱和土的固结问题是土力学的一个基本问题,在饱和土固结过程中往往伴有Mandel-Cryer效应,对Mandel-Cryer效应的理论研究尚不完善.以Biot饱和土理论为基础,通过直接求解饱和土球对称Biot固结方程,得到了球对称固结方程在真实空间的解析解.数值计算结果充分表现了饱和土三维固结过程中孔隙水压力在空间的分布和随时间的变化,直观反映了Mandel-Cryer效应的发展过程,同时给出了土体泊松比对Mandel-Cryer效应的影响规律. 展开更多

关键词 biot理论 饱和土固结 Mandel-Cryer效应

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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

6

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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K_0固结饱和粘土三轴压缩与拉伸循环强度之间的关系

7

作者 王建华 赵晨玲 赵致艺 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2010年第S1期13-17,共5页

针对有应力反向与无应力反向两种循环应力条件,进行了k0固结饱和粘土不排水循环三轴压缩与拉伸强度试验。为了分析三轴压缩与三轴拉伸循环强度之间关系,依据3个围压下三轴压缩循环强度试验结果,确定了与不同循环破坏次数对应的Mohr-Coul... 针对有应力反向与无应力反向两种循环应力条件,进行了k0固结饱和粘土不排水循环三轴压缩与拉伸强度试验。为了分析三轴压缩与三轴拉伸循环强度之间关系,依据3个围压下三轴压缩循环强度试验结果,确定了与不同循环破坏次数对应的Mohr-Coulomb循环强度指标。据此预测k0固结土样三轴拉伸循环强度,预测结果小于实测结果,当循环破坏次数为2 000时,两者之间相对偏差为13%左右。因此,可以依据Mohr-Coulomb强度理论建立k0固结饱和粘土不排水三轴压缩与拉伸循环强度之间的关系。 展开更多

关键词 k0固结饱和粘土 粘土循环强度 土动力特性 土强度理论

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波浪作用下黄河三角洲粉质土海床动力响应分析 被引量：15

8

作者 刘红军 王虎 +1 位作者 张民生 许国辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期2065-2071,共7页

应用饱和土动力固结理论和Pastor-Zienkiewicz Ⅲ动力本构关系,对波浪作用下黄河三角洲粉质土海床的动力响应特征进行了有限元分析,应用总超孔压准则对海床进行了液化判别,并将计算结果与现场观测资料进行对比。结果表明:波浪导致的海... 应用饱和土动力固结理论和Pastor-Zienkiewicz Ⅲ动力本构关系,对波浪作用下黄河三角洲粉质土海床的动力响应特征进行了有限元分析,应用总超孔压准则对海床进行了液化判别,并将计算结果与现场观测资料进行对比。结果表明:波浪导致的海床超孔压由瞬态孔压和累积孔压两部分组成;相比均质海床,拥有表面硬层的海床瞬态孔压沿深度衰减更快,累积孔压在表层增长速度更大;不同波浪条件下,瞬态孔压值及其变化趋势较为一致,累积孔压则具有较大的不同。年平均波浪条件下海床不会发生液化;5 a和50 a一遇极端波浪条件下,考虑三维效应和具有表面硬层的海床更容易液化,最大液化深度在海床表面以下2～3 m范围内。计算所得的海床最大液化深度与实测的黄河三角洲海底灾害地貌深度有较好的一致性,表明了文中方法的有效性和合理性。 展开更多

关键词 黄河三角洲 饱和土动力固结 有限元

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层状粘弹性饱和土地基与基础和上部结构的共同作用 被引量：6

9

作者 陆建飞 司漪 王建华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期489-492,共4页

用子结构法将上部结构向边界凝聚 ,得上部结构的控制方程 .筏板的控制方程由薄板理论和虚位移原理得到 .利用层状粘弹性饱和土表面作用垂直载荷的基本解和筏板与地基的变形协调条件 ,可以得到筏板和地基相互作用的控制方程 .对上述控制... 用子结构法将上部结构向边界凝聚 ,得上部结构的控制方程 .筏板的控制方程由薄板理论和虚位移原理得到 .利用层状粘弹性饱和土表面作用垂直载荷的基本解和筏板与地基的变形协调条件 ,可以得到筏板和地基相互作用的控制方程 .对上述控制方程进行 Laplace变换 ,得到变换域内的控制方程 .求解上述变换域内的方程并进行相应的逆变换 ,则可求解出共同作用问题 . 展开更多

关键词 层状地基 上部结构 共同作用 biot固结 递推矩阵 层状粘弹性饱和土 控制方程

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横观各向同性饱和地基的三维动力响应 被引量：12

10

作者 王小岗 黄义 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第11期1278-1286,共9页

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... 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. 展开更多

关键词 横观各向同性饱和土 biot波动方程 动力响应 双重Fourier变换

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考虑刀盘影响的饱和土盾构对地层干扰分析 被引量：4

11

作者 武崇福 胥刘奇 王立伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期386-396,共11页

为深入研究盾构施工过程中饱和土所受扰动问题,在已有研究的基础上,使用Biot固结方程变换求解得出的土体初始位移解和超孔隙水压力解,经坐标变换,推导了包括面板式刀盘与辐条式刀盘在内的,刀盘正面摩擦力和刀盘侧面摩擦力引起饱和土体... 为深入研究盾构施工过程中饱和土所受扰动问题,在已有研究的基础上,使用Biot固结方程变换求解得出的土体初始位移解和超孔隙水压力解,经坐标变换,推导了包括面板式刀盘与辐条式刀盘在内的,刀盘正面摩擦力和刀盘侧面摩擦力引起饱和土体竖向变形与孔隙水压力值解析式,对引起土体变形各因素进行模拟,并给出了盾构施工引起饱和土竖向总变形与总超静孔隙水压力的表达式。结合工程算例进行计算模拟,切口附加推力、盾壳摩擦力、土体损失的沉降曲线在垂直于盾构推进方向上对称分布,最大值集中在盾构轴线正上方。盾构刀盘正面与侧面摩擦力对地表盾构轴线两侧产生非对称变形,在盾构轴线正上方的地表处刀盘因素对地表变形基本无影响。两类刀盘对地表变形影响区别不大,辐条式刀盘在刀盘所处断面处引起隧道周围孔隙水压力的响应较为明显,沿盾构方向衰减也较快。 展开更多

关键词 盾构施工 竖向变形 孔隙水压力 biot固结理论 饱和土 隧道工程

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半空间饱和土作用垂直集中荷载时的瞬态解 被引量：2

12

作者 周香莲 王建华 陆建飞 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期428-431,共4页

采用 Biot提出的流固两相介质耦合的波动方程来研究半空间饱和土在垂直集中力作用下的瞬态问题 .利用 Laplace- Hankel积分变换得到变换域内的解析表达式 ,并利用 Laplace- Hankel数值逆变换得到半空间饱和土在时域内的数值解 .退化到... 采用 Biot提出的流固两相介质耦合的波动方程来研究半空间饱和土在垂直集中力作用下的瞬态问题 .利用 Laplace- Hankel积分变换得到变换域内的解析表达式 ,并利用 Laplace- Hankel数值逆变换得到半空间饱和土在时域内的数值解 .退化到线弹性中的解与 Pekeris的闭合解进行比较 。 展开更多

关键词 半空间饱和土 垂直集中荷载 瞬态解 biot固结方程 数值积分

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半无限饱和土内部作用集中力的初值解 被引量：12

13

作者 陈振建 《水利水运科学研究》 CSCD 2000年第2期33-38,共6页

应用 Mc Namee和 Schiffman位移函数把轴对称和非轴对称的 Biot固结方程解耦为一组偏微分方程 .利用半无限饱和土受集中力作用、体积应变为零的起始条件 ,得出了起始时刻的控制方程 .对该方程进行 Hankel变换 ,并利用半无限饱和土表面... 应用 Mc Namee和 Schiffman位移函数把轴对称和非轴对称的 Biot固结方程解耦为一组偏微分方程 .利用半无限饱和土受集中力作用、体积应变为零的起始条件 ,得出了起始时刻的控制方程 .对该方程进行 Hankel变换 ,并利用半无限饱和土表面的边界条件以及集中力作用面处的连续性条件 ,可得出变换域内的位移、应力和孔隙水压力的解 .进行相应的逆变换后 ,可得集中力作用下饱和土起始时刻的位移。 展开更多

关键词 biot固结 封闭解 集中力 半无限饱和土

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饱和土中非完全黏结管桩纵向振动特性研究 被引量：2

14

作者 官文杰 吴文兵 +2 位作者 蒋国盛 梁荣柱 刘浩 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期46-58,共13页

基于Biot动力固结方程和Kelvin模型,考虑了土体三维波动效应及土塞与管桩之间的小变形相对滑移,研究了饱和土中非完全黏结管桩的纵向振动特性.首先,引入势函数,结合桩侧土及土塞的初始和边界条件,采用Laplace变换技术、Helmholtz分解法... 基于Biot动力固结方程和Kelvin模型,考虑了土体三维波动效应及土塞与管桩之间的小变形相对滑移,研究了饱和土中非完全黏结管桩的纵向振动特性.首先,引入势函数,结合桩侧土及土塞的初始和边界条件,采用Laplace变换技术、Helmholtz分解法及分离变量法,分别求解出桩侧土和土塞的纵向振动解.结合桩土系统的耦合条件,进一步求解出管桩顶部的复刚度、速度响应频域解析解及速度响应时域半解析解.将本文解分别退化为实心桩解和无相对滑移解,并与已有研究进行对比,验证了本文解的合理性.然后,采用参数分析法初步确定了Kelvin模型参数的合理取值区间.最后,分别分析了管桩桩长和土塞的渗透系数、孔隙率、剪切模量以及黏性阻尼系数对饱和土中非完全黏结管桩纵向振动特性的影响规律.研究结果表明,桩长越短,土塞与管桩之间的黏结程度对饱和土中非完全黏结管桩纵向振动特性的影响越明显;土塞的孔隙率和黏性阻尼系数对饱和土中非完全黏结管桩的纵向振动特性有明显影响,土塞的剪切模量和渗透系数对饱和土中非完全黏结管桩的纵向振动特性的影响较小,可以忽略不计. 展开更多

关键词 饱和土 端承管桩 biot动力固结方程 KELVIN模型 相对滑移

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动力固结问题的弱形式求积元分析

15

作者 王东 袁帅 +2 位作者 张森豪 司晓东 周容名 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2020年第2期222-226,共5页

弱形式求积元法是一种新型的高阶方法,已经在岩土及结构分析中取得了成功的应用,本文对该方法进行进一步的发展和完善,将其应用于饱和土动力固结分析.首先基于Biot饱和土波动理论框架,以孔隙水压力和土体骨架位移为基本控制变量,建立饱... 弱形式求积元法是一种新型的高阶方法,已经在岩土及结构分析中取得了成功的应用,本文对该方法进行进一步的发展和完善,将其应用于饱和土动力固结分析.首先基于Biot饱和土波动理论框架,以孔隙水压力和土体骨架位移为基本控制变量,建立饱和土波动问题控制方程弱形式描述,然后应用Lobatto积分和微分求积法进行数值积分和数值微分并采用Newmark方法进行时域逐步积分,建立饱和土波动问题求积元法求解列式.通过数值算例验证了本文方法的正确性,显示了方法的计算效率. 展开更多

关键词 弱形式求积元法 饱和土 biot动力固结理论

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移动交通荷载下饱和沥青路面的水力耦合分析 被引量：12

16

作者 罗苏平 但汉成 +1 位作者 李亮 李凌 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期104-111,共8页

为了解沥青路面的水损害机理,基于Biot动力固结理论,建立了移动交通荷载下"面层-基层-路基"三层体系的物理模型和水力耦合动力控制方程.利用Fourier级数展开、Fourier变换等方法获得了各路面结构层中各物理场分布的半解析解... 为了解沥青路面的水损害机理,基于Biot动力固结理论,建立了移动交通荷载下"面层-基层-路基"三层体系的物理模型和水力耦合动力控制方程.利用Fourier级数展开、Fourier变换等方法获得了各路面结构层中各物理场分布的半解析解和数值解.经过对比分析干燥路面和饱和路面面层中的应力分布和孔隙水压力分布、路面面层底部排水条件对路面动力响应的影响以及路面剪切模量对孔隙水压力分布的影响,发现:相对于干燥弹性的沥青路面,饱和沥青路面在移动交通荷载的作用下会产生较高的拉应力,形成更大的拉应力区;完全排水边界会显著影响高渗透性路面内的孔隙水压力和孔隙水流速的分布和大小,但是对于低渗透性的路面而言,完全排水边界对孔隙水压力和孔隙水流速的分布和大小影响较弱,只在接近于面层底部的小区域范围内影响显著;最大孔隙水压力随着面层剪切模量的增大而有所降低;排水和不排水边界条件下的最大孔隙水压力都随着基层剪切模量的降低而有所增大. 展开更多

关键词 饱和沥青路面 排水边界 移动交通荷载 动力响应 biot固结理论

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成层地基在轴对称荷载下的稳态振动分析 被引量：4

17

作者 蔡袁强 孟楷 徐长节 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1994-1998,共5页

基于 Biot 动力固结方程,考虑了土体和水体的惯性力以及水-土耦合作用的影响,采用 Hankel 积分变换求解耦联合方程组,得到动荷载下饱和土 Lamb 问题的解答。根据下边界为不透水基岩的边界条件,获得了地基表面作用圆形轴对称周期荷载时... 基于 Biot 动力固结方程,考虑了土体和水体的惯性力以及水-土耦合作用的影响,采用 Hankel 积分变换求解耦联合方程组,得到动荷载下饱和土 Lamb 问题的解答。根据下边界为不透水基岩的边界条件,获得了地基表面作用圆形轴对称周期荷载时土层应力、位移等的一般积分形式解,并利用矩阵传递法完成了对多层地基和 Gibson 地基的计算。通过算例研究了层厚和激振频率等对竖向位移的影响。 展开更多

关键词 动力biot固结 LAMB问题 饱和地基

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