沥青路面层状黏弹体超孔隙水压力的求解

为研究水对沥青路面的影响,利用积分变换和传递矩阵的方法推导了FWD动荷载作用下路基路面层状黏弹性体超孔隙水压力轴对称问题的解析解．该方法概念清晰,公式简洁,易于应用．引入F.durbin的方法实现Laplace逆变换的数值方法,求解了层状黏弹性体的时域解,为检测沥青路面水损害提供理论依据。     

沥青路面水损害疲劳破坏过程的数值模拟分析

以比奥渗流固结理论和各向同性线弹性损伤理论及疲劳损伤理论为基础,提出沥青路面的水损害力学分析模型,运用轴对称有限元方法对力学模型进行求解,并编制有限元程序进行数值模拟分析.重点分析了孔隙水压力对沥青路面受力状态的影响,以及在有孔隙水存在的情况下沥青路面在车载作用下的疲劳损伤过程.计算结果表明,沥青面层内的孔隙水压力与面层的渗透系数、面层厚度以及车辆行驶速度等有密切关系.当路表孔隙饱水时,在荷载作用下,孔隙水的存在会导致路面结构应力集中加剧,在荷载的反复作用之下,导致疲劳开裂破坏,加速路表病害的出现.     

黏弹性饱和土体中圆形隧洞动力相互作用

基于Biot波动方程，采用渗流力学耦合模型，研究了任意荷载条件下黏弹性饱和土体中半封闭圆形隧洞衬砌 土动力相互作用问题.考虑衬砌材料和土体的多孔性质，隧洞处于半封闭状态，边界部分透水.通过引入4个势函数，并利 用Helmholtz分解原理，在Laplace变换域中得到任意响应模式下的应力、位移和超孔隙水压力解答.利用Laplace数值逆 变换在时间域中得到瞬时、移动等响应模式条件下的数值结果，并讨论了衬砌和土体的相对刚度对隧洞动力响应的影响. 结果表明：不同模式下隧洞的应力、位移和孔隙水压力响应有很大差异，且随相对刚度的增大而减小.     

轮载作用下饱水沥青路面的动力响应

为了对沥青路面内的动水压力进行研究,基于Biot团结方程,将沥青混和料看作多孔介质,并考虑了它和水体的惯性力及两者之间的耦合作用,对饱水沥青路面进行了快速Lagrange有限差分分析．结果表明,水压的产生和消散在轮载作用过程中同时存在,导致面层内正负水压力及渗透力随时间交替出现,这证实了水损坏过程中的水力反复泵吸作用．动孔隙水压力随车速的增大而增大,而且由于水压力的存在路面弯沉和面层内的有效应力减小了,但水对沥青膜的乳化和置换作用加强了．动水压力的最大值出现在面层底部,所以建议在面层底部设一排水层,将排水状态由单面排水变为双面排水,将有效抑止水损坏的发生．     

沥青路面层状粘弹性半空间轴对称问题的求解

沥青路面中的沥青材料是一种典型的粘弹性材料，利用积分变换和传递矩阵的方法推导了沥青路面多层粘弹性半空间轴对称问题的解析解，引入了F.Durbin的方法实现Laplace逆变换，通过实例计算路表弯沉表明初始时段所得结果与弹性解基本一致，随着时间的推移，沥青路面多层粘弹体系路表弯沉增大，说明随时间的推移，沥青材料的粘性起到更大的作用，反映了粘弹材料的蠕变变化规律，这与沥青路面实际情况相符。此方法可以很容易扩大到沥青路面多层粘弹体系动力学问题之中。     

三重介质新模式及液体流向井的定压解

本文给出粗裂缝(裂隙)——微裂缝——孔隙三重介质不稳定定径向流数学模型,并利用简便的Laplace—“护展”Weber双重积分变换以及Laplace—有限Hankel变换给出井底定压的精确解。     

多层地基内部作用集中力时Biot固结方程的求解

应用Schiffman位移函数,并借助于Hankel变换和Laplace变换,建立了单层饱和土的递推矩阵和半空间饱和土抽象度矩阵。利用边界条件,用初始函数－刚度矩阵方法求出了半空间上多层饱和土内部作用集中力时位移、应力和孔压的解答。当多层地基退化为半空间饱和土体时,计算结果表明,当t→∞,所得结果与Mindlin解吻合。     

沥青路面层状粘弹性半空间轴对称问题的求解

沥青路面中的沥青材料是一种典型的粘弹性材料,利用积分变换和传递矩阵的方法推导了沥青路面多层粘弹性半空间轴对称问题的解析解,引入F.Durbin的方法实现Laplace逆变换,通过实例计算路表弯沉表明初始时段所得结果与弹性解基本一致,随着时间的推移,沥青路面多层粘弹体系路表弯沉增大,说明随时间的推移,沥青材料的粘性起到更大的作用,反映了粘弹材料的蠕变变化规律,这与沥青路面实际情况相符.此方法可以很容易推广到沥青路面多层粘弹体系动力学问题之中.     

轮载作用下饱水沥青路面的动力响应

为了对沥青路面内的动水压力进行研究,基于Biot固结方程,将沥青混和料看作多孔介质,并考虑了它和水体的惯性力及两者之间的耦合作用,对饱水沥青路面进行了快速Lagrange有限差分分析.结果表明,水压的产生和消散在轮载作用过程中同时存在,导致面层内正负水压力及渗透力随时间交替出现,这证实了水损坏过程中的水力反复泵吸作用.动孔隙水压力随车速的增大而增大,而且由于水压力的存在路面弯沉和面层内的有效应力减小了,但水对沥青膜的乳化和置换作用加强了.动水压力的最大值出现在面层底部,所以建议在面层底部设一排水层,将排水状态由单面排水变为双面排水,将有效抑止水损坏的发生.     

动水压力作用下沥青路面水-孔隙结构应力分析

为了研究动水压力对沥青路面产生水损害的原因,对水-孔隙结构进行了应力分析,建立了沥青路面水-孔隙结构承受车辆荷载的模型,提出了沥青路面空隙率与孔隙水压力的关系,并讨论了沥青路面内部因孔隙水压力而致使孔壁在反复的荷载作用下发生的胀裂与抽吸和冲刷作用.     

轴对称弹性半空间问题一般解的新方法

本文从轴对称弹性半空间问题的平衡方程出发，利用拉普拉斯和亨格尔积分变换，直接求出该课题的一般解，避免了采用应力函数，概念清晰易懂。为层状轴对称弹性半空间课题的求解开辟了新的途径。     

多层粘弹性半空间轴对称问题的理论解

利用积分变换和传递矩阵的方法推导了多层粘弹半空间轴对称问题的理论争。引入Ｆ．Ｄｕｒｂｉｎ的方法实现Ｌａｐｌａｃｅ逆变换,通过实例计算路表弯沉表明初始时段所得结果与弹性解基本一致。随着时间的推移,多层粘弹体系表面弯沉增大,这种现象说明随时间的推移,材料的粘性起到更大的作用,与实际情况相附。本文的方法可以很容易推广到多层粘弹体系的动力学问题之中。     

FWD动荷载作用下沥青路面层状体粘弹解与弹性解分析

利用传递矩阵方法,推导出了多层粘弹性半空间轴对称问题在FWD动荷载作用下,层间完全接触情况的解析解,并同时还成功的应用F.Durbin的拉普拉斯逆变换的数值方法,求解出了多层粘弹性体的时域解。还给 出了路表弯沉的计算实例,并与弹性解计算结果加以对比,分析表明结果可靠。     

层状横观各向同性地基轴对称问题的位移解法

通过对各向同性弹性体力学中拉甫位移函数重新修正,并利用Hankel积分变换理论,在变换域内得到了横观各向同性地基的通解,从而求得单层地基的应力和位移解,运用矩阵传递方法和Hankel积分反演变换推导了层状横观各向同性地基在轴对称荷载作用下的解析解,给出了数值计算结果.     

半刚性基层沥青路面面层剪应力峰值的影响因素

目的探讨沥青路面面层剪应力峰值变化规律和影响因素.方法运用多层弹性体系理论,双圆均布荷载下,考虑路面结构层厚度、模量变化以及层间状态的不同,分析半刚性基层沥青路面剪应力峰值的变化规律和影响因素.结果沥青路面剪应力峰值会随面层厚度的增加而减小,随基层厚度的增加而增大;沥青路面使用过程中面层模量变化以及设计选取基层模量过高会导致剪应力峰值的提高;层间出现滑移也将导致沥青路面剪应力峰值的大幅度增加.结论路面结构层模量变化及层间连接状态的不同对沥青路面剪应力峰值有显著的影响;路面结构层厚度对沥青路面剪应力峰值的影响相对较小,但也不容忽视.设计和施工过程中应充分考虑沥青路面剪应力的影响因素并加以控制.     

层状弹性半空间轴对称静力问题的奇异解

利用传递矩阵法，导出了层状弹性半空间轴对称静力问题在地层内作用轴对称力源，层间完全接触情况下奇异解的一般解析表达式。由于不必要引入应力函数，所以本方法概念清晰，易懂，便于实际应用。     

飞机荷载作用下机场跑道地基土附加应力分析

基于轴对称荷载作用下层状弹性理论得到了垂直圆形均布荷载作用下分层地基的解析解,并编写了相应的计算程序,分析了道面刚度对地基附加应力的影响以及单轮及多轮荷载作用下地基土附加应力分布。结果表明：道面结构层刚度对浅层地基附加应力大小影响较大,随深度增大其影响逐渐减小;多轮荷载作用下地基土附加应力会发生叠加,飞机荷载的横向影响范围约为中线两侧15m。此分析方法可为跑道的沉降及基础设计提供参考。     

正交异性粘弹性材料Ⅰ型裂纹尖端场研究

研究正交异性粘弹性材料在对称载荷作用下,裂纹尖端的应力与位移分布。首先利用La—place积分变换法,将正交异性粘弹性问题转化为拉普拉斯空间的正交异性弹性问题进行求解;其次,在正交异性弹性材料板裂纹尖端解的基础上,利用准静态粘弹性-静态弹性对应原理,得到Laplace域内正交异性粘弹性裂纹尖端的解;最后采用F-Durbin数值方法将其作逆变换,求得正交异性粘弹性材料Ⅰ型裂纹尖端的数值解。通过在力作用开始时的粘弹性解与相同条件下的弹性解进行对比,表明采用F-Durbin数值反演方法可以得到更精确的解。