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横观各向同性饱和土体瞬态动力响应研究

廖克武  
【摘要】:本文结合横观各向同性弹性力学知识及Biot饱和介质波动方程,在轴对称荷载条件下,结合接触面边界条件,系统地研究了横观各向同性饱和土体瞬态荷载作用下的动力响应特性。研究内容包括以下几个方面: 对于半空间饱和土体,考虑流体相对土骨架的惯性项,通过Laplace-Hankel联合变换,对横观各向同性饱和土体的控制方程进行求解,结合上表面排水和初始应力边界条件,得到控制方程在变换域内的通解,利用Laplace-Hankel数值逆变换,求出时域内的瞬态解。通过数值算例,分析了各向异性参数对竖向位移的影响,并研究了在地基内部不同位置处,横观各向同性饱和土体的位移和应力随(?)和(?)的变化规律。 对于下卧基岩横观各向同性饱和土体,考虑流体相对土骨架的惯性项,由表面初始应力和饱和土体在基岩接触面处位移边界条件,同样采用积分变换方法,得到了瞬态荷载作用下饱和土体关于位移和应力在变换域的相关解答,利用数值积分逆变换得出了位移和应力等在时域内的数值解答。数值算例分析了各向异性参数对竖向位移的影响,并研究了饱和土体厚度不同时,位移随(?)的变化规律,以及当饱和土体厚度一定时,不同深度处位移随(?)的变化情况。 对于横观各向同性部分饱和半空间土体,利用Laplace-Hankel积分变换及矩阵传递技术,对上层介质为单相弹性土层,下层为多孔流体饱和介质模型进行了研究。结合初始应力和界面透水条件,获得了在上覆弹性土层饱和半空间土体表面作用竖向均布瞬态荷载作用时,地表径向和竖向位移在变换域内的解答。数值算例讨论了当弹性土体的厚度不同时,位移随(?)和(?)的变化规律。


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