饱和土表面在水平集中荷载作用下的瞬态反应

  • 格式:pdf
  • 大小:386.35 KB
  • 文档页数:5

! $#
!
& $ * , $ % $( $ & ’ 2 (’ 2
( &!)
的方法, 有下面的表达式 根据 ABC:D5E( &<+4 年)
3 # "’ ! ’, %, #, / " # ’"’ 4 ! ’, #, / " 39, ! /% " % 4#4 % 3 % "% ! ’, %, #, / " # ’"% 4 ! ’, #, / " ,:; ! /% " % 4#4 % 3 % "# ! ’, %, #, / " # ’"# 4 ! ’, #, / " 39, ! /% " % 4#4 % % 3 #! ’, %, #, / " # ’#4 ! ’, #, / " 39, ! /% " % % 4#4 &$) $ ( 3 % $! ’, %, #, / " # ’$ 4 ! ’, #, / " 39, ! /% " % 4#4 % 3 % ### ! ’, %, #, / " # ’### 4 ! ’, #, / " 39, ! /% "% 4#4 % 3 % ##’ ! ’, %, #, / " # ’##’ 4 ! ’, #, / " 39, ! /% "% 4#4 % 3 % ##% ! ’, %, #, / " # ’##% 4 ! ’, #, / " ,:; ! /% "% 4#4 & 将式( 代入式( , ( , 并把两式相加和相减, &$) &) !)
.)).*) )
分析了水平集中荷载作用在半空间饱和土表面时的瞬态问题。利用 "#78#9:;<#2=:8 变换对非轴对称 41-5 固结方程进行解 验证了 耦, 利用 "#78#9:;<#2=:8 数值逆变换得到半空间饱和土在时域内的数值解。退化到线弹性中的解与文献中的结果进行比较, 文中结果的正确性和数值逆变换的可靠性。可以用于研究地震工程中地震波的传播以及饱和土与结构之间相互作用等问题。 瞬态反应; 41-5 固结方程; "#78#9:;<#2=:8 变换;数值积分法
( 5)
对于均质饱和土来说, 土体的物理特性可表示为
### # !$ " !! ##’ # ! ##%
"" ! "# "" #!! "#

%
" "
( 6)
可得
式中 函数。
# % ! 4 " % 7 !&, /84 " % 04 1 !" / ’ !" ’ 39,% % ##’ ! ’, %, 4, / " # % !&’ ( <) $ ! 4 " % 7 !&, /84 " % 0 1 !" / ’ !" ’ ,:;% % ##% ! ’, %, 4, / " #% 4 % !&’ % ! 4 " % 7 !&, /84 " & ’ !" ’ 为 =:>.3 广义函数; 1 !" / 为 ?0.@:,:’0 阶跃
(
!
!
) *
!
"
!
"
(
!
"
!
"
第#期
周香莲等: 饱和土表面在水平集中荷载作用下的瞬态反应
#%8
对式( , ( , ( , ( , ( 分 别 作 &’()’*+ 变 !") !!) #) !$) %) 换和 ! 阶 ,’-.+) 变换。其中用上标 / 代表 &’()’*+ 变 换, " 是 &’()’*+ 变 换 参 数 ; 0 代 表 ,’-.+) 变 换 , !为
"& % % ,##
( !4)
%$
( -# #
(%$
&
( -$ #
(%$
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
( "%)
1$
"
"
!6! !6! "$ (" $ !$ (!$ " " # !# " 0! % ) 0" % ( , ! # ( -! # & , " # ( -" # & $’ $’
" 1 # !
1$
" ! # 1 % $! " ! "
!


得到变换域中的解, 并通过数值 逆 <#2=:8 积分变换, 变换的方法, 得到时域中的数值结果。将饱和土中的 结果退化到线弹性的单相介质 中 与 文 献 中 的 结 果 进 行比较分析, 验证了本文数值结果的正确性和数值逆 变换的可靠性。
弹 性 介 质 中 瞬 态 波 动 问 题 的 研 究 始 于 "#$%& ! ’ ( , 他首先研究了表面源和埋入源产生的瞬态 !()* 年) 研究了弹性半空间表 波的传播问题。+,#-& . ’( !(/) 年) 面作用水平瞬态荷载时的动力反应, 并分析了瞬态波 动的特性。012& 3’( 研究了在水平振冲荷载作用 !((( 年) 下, 弹性半空间表面的动力响应问题。上述文献中所 研究的问题都是把地基土当作理想的弹性地基模型, 而实际地基土层是由固液气三相组成的多孔介质, 因 此用经典的弹性理论不能很好的 模 拟 地 基 土 层 的 真
第 .3 卷第 3 期




.)). 年 / 月
J-9= #2K L-18 M:9,#219N
F-8G.3 H-G3 0I2G .)).
!)));A6(B;( .)). ) )3;)3BA;)6
饱和土表面在水平集中荷载作用下的瞬态反应
周香莲,王建华,陆建飞
( 上海交通大学 建筑工程与力学学院, 上海
!
"
"$ @ % " % # "#
. ! "$ ; ! " ; . ""# ! ! "# ? ! !?! " # "# #. # "#
( !)
!
; "
( .)
! "$ @ % " % # # "#
基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 和国家教委博士点基金项目( H-G6(BA()!. ) H-G(B).*B3. ) 作者简介: 周香莲, 女, 博士生, 主要从事桩土之间相互作用的研究。 !(A. 年生,
式中
式中 2 # ! " !! 。
))" ( ))" & "( *)" 、 ( 、 ( 作 "( 对式( )) *) +) "’ ’ ’ "% "( +) 的运算, 并将式( 代入可得 5) "#
! * %$ $ & ! # # &’$ ( (’
( &&)
切向和轴向位移; "’ , "% , "# 为土骨架径向、 )’ , )
.! % ,"#
!$
) -" #
(!$
), &
4
#
%$
) -4 #
(%$
( "7)
"$ (" $ !$ (!$ "! 2 / % # ) /" % ) ) -! # & , " # ) -" # & ! ,!# $$
,’-.+) 变换参数。则方程化为
! ! 1 # ! " " ! ! 0" # ! 2 3
6’ 实特性。为解决这一问题, ( 提出了饱 41-5& *, !(6/ 年)
.
基本方程及其求解
在非轴对称情形 下 , 忽 略 流 体 对 土 骨 架 的 惯 性 项, 饱和土体的控制方程为& * >/ ’
. "$ ; ! . ""# ? " ; ! ! "# ? ! !?! " # . "# "# #
### ! ’, %, 4, / " # #! ’, %, 4, / " #4
&)" ( &)" & 首先, 对式( 、 ( 、 ( 作 "( &) !) $) "’ ’ ’ "( !)" "( $) 的运算, 可得 "% "#
# % % % ! "’ 4 , "% 4 " "$ 4 4 " ! % "’ 4 , "% 4 " ! ! " , , ! " ! % $ % ! "’ ’ 4 % "# % "#4 4 % & & % #4 # $ ! " " , " ’ 4 % 4 % "’ ’ $ ! ! "’ 4 % "% 4 " & " ! "’ 4 % "% 4 " ! % " ! " 4 % & ・ " % ! ! ! % ’ "’ "’ ’ % ! % " % " ! " "$ 4 4 " ’4 %4 "’ 4 % "% 4 " % ! ! " , , ! " ! " % $ ! "’ ’ 4 % "# % "#4 4 % & & " #4 # $ ! "’ 4 % "% 4 " "’ ’ & ( &)) ! "’ 4 , "% 4 " & " ! "’ 4 , "% 4 " ! " ! " " % 4 "! & ・ ! ’ " ’ "’ ’