分数导数黏弹性准饱和土中球空腔振动特性

在频率域内用解析方法研究分析了简谐轴对称荷载和流体压力作用下分数导数黏弹性准饱和中球空腔的稳态响应问题。将土骨架等效为具有分数阶导数本构关系的黏弹性体,基于Biot两相饱和介质模型,通过势函数推导求得了边界部分透水时分数导数粘弹性准饱和土中球空腔的位移、应力和孔压等的解析解。根据界面连续性条件,确定了待定系数的表达式。在此基础上,考察了准饱和土各参数对动力响应的影响,结果表明：轴对称荷载和流体压力两种情况时,相对渗透系数对动力响应的影响有较大的差异。分数导数本构模型更合理地描述了准饱和土中球空腔的振动特性。     

饱和土中弹性波的传播特性

采用实用修改Ｂｉｏｔ模型，考虑土颗粒和孔隙充体的压缩性，建立了饱和土中弹笥波弥散方程，进而利用数值方法全面探讨了饱和土中两种压缩波涉及一种剪切波的波速和衰减与频率及饱睡土参数的关系，给出了各种波的典型广义弥散曲线和衰减曲线。研究揭示了饱和地中三种体流的传播特性，对于岩土工程波动勘测技术及相关领域具有理论与应用价值。     

饱和土中摩擦桩竖向振动解析解及应用

采用与频率相关的桩土接触面模型建立了三维轴对称条件下摩擦桩在饱和土中的竖向耦合振动模型,通过势函数分解法和分离变量法求解了饱和土动力固结方程,利用桩土耦合条件得到摩擦桩竖向振动解,对桩周剪应力分布、桩顶的频率和时域响应进行了参数研究.结果表明,桩底支承系数和桩土接触面动刚度对桩土荷载传递有明显影响,频率相关的阻尼系数可...     

饱和土中桩竖向振动响应分析

基于Biot动力固结方程,研究了三维轴对称条件下饱和土中端承桩竖向耦合振动问题。首先对固结方程进行变形,通过算子分解法和分离变量法得到土体体积应变和空隙水压力的解,进而求得饱和土层竖向振动的解析表达式,然后联系桩土耦合条件,得到桩土系统的定解。通过与李强解对比,发现两解基本一致。对桩顶阻抗进行参数分析,得到一些有益的结论。     

成层饱和土中桩纵向振动特性研究及应用

采用Winkler地基模拟土层间的相互作用,建立了三维轴对称条件下饱和成层土中弹性支承桩纵向振动的简化模型,通过势函数分解和分离变量方法得到饱和土层的振动形式解,进而利用桩土完全接触条件求解出任一桩段的耦合振动解,根据复阻抗传递原理得出桩顶频域响应解析解和时域响应半解析解,在此基础上,分析了分层模型的合理性以及土层参数对桩顶动力响应的影响,最后结合工程实例对比了分层模型和单层模型,结果表明,采用分层模型可以取得更好的拟合效果。     

饱和黏弹性土中圆柱形隧洞的振动特性

基于流体不可压缩饱和多孔介质理论,将衬砌视为具有分数导数本构关系的多孔黏弹性体,在频率域内研究了在内水压力作用下饱和黏弹性土和衬砌系统的振动特性。通过引入与孔隙流体体积分数有关的应力系数,合理地确定了隧洞边界衬砌和孔隙水共同承担的内水压力值。利用衬砌内边界上的边界条件以及衬砌和土体界面处应力和位移的连续性条件,给出了隧洞边界部分透水条件下饱和黏弹性土和分数导数型黏弹性衬砌系统简谐耦合振动时系统动力响应的解析解。结果表明:饱和黏弹土和衬砌结构的动力响应与衬砌材料的黏性有关;应力系数合理地确定了衬砌和孔隙水共同承担的内水压力值。     

任意形式荷载作用下饱和土中桩的扭转振动特性研究

基于Biot提出的饱水多孔介质的波动方程,研究了均质各向同性饱和土中弹性支承桩的耦合扭转振动问题。通过采用拉普拉斯变换及分离变量法求得土体扭转振动位移形式解。利用桩土系统衔接条件和边界条件,进而得到了桩顶转角响应的拉普拉斯变换域解。进一步采用拉普拉斯逆变换技术,得到了任意形式激振荷载作用下桩顶转角时域响应的数值解。最后,研究了骤加荷载和三角形荷载作用下主要参数对桩顶转角时域响应的影响。     

饱和土中大直径嵌岩桩纵向振动特性研究

根据B iot饱和土理论和R ay le igh-Love杆理论,计及土层及桩的径向运动影响,导出了考虑横向惯性效应的端承桩与饱和土的纵向耦合振动频域的解析解和时域半解析解,对比了考虑与不考虑横向惯性效应时,大直径嵌岩桩纵向振动引起的土层复阻抗的异同以及桩顶导纳和时域反射的特征。研究表明:长径比越小,横向惯性效应越明显,而泊松比和激振频率对饱和土层阻抗及桩顶响应也有重要影响。通过工程实例对比表明,当桩的长径比较小时,用考虑横向惯性效应的计算方法可以得到更好的拟合效果。     

球形装药半无限土介质中爆炸动力学分析

通过对球形装药土中爆炸的数值模拟,研究了球形装药半无限土介质中爆炸作用下,土介质的动力学响应;空腔的形成发展规律及鼓包的运动规律等动力学问题．数值模拟结果与实验现象吻合较好。     

横观各向同性饱和土中单桩竖向振动的简化模型求解

基于饱和多孔介质理论,将土体视为横观各向同性饱和两相介质,利用分离变量法求解了横观各向同性饱和土层的竖向振动,在此基础上建立横观各向同性饱和土中单桩竖向振动的控制方程,借助桩端边界条件和三角函数的正交性对桩竖向振动问题进行了求解,并分析了相关参数对竖向振动的影响。研究表明:桩-土系统存在共振现象,复刚度的变化受激振频率的影响较大;在高频和低频时,各向异性参数对动刚度的影响不同,各向异性参数越大,复刚度的峰值越小。     

饱和土层中Love波的传播特性

基于Ｂｉｏｔ的液体饱和孔隙介质模型，考虑孔隙流体粘性，导出了弹性半空间上饱和土层中Ｌｏｖｅ波的复频散方程，然后将其转化为两个实方程并利用迭代的方法进行求解。讨论了Ｌｏｖｅ波的波速范围、Ｌｏｖｅ波的频散和衰减特性以及Ｌｏｖｅ波的位移分布。     

The Shrinkage Characteristic of a Spherical Cavity in Three-Dimensional Piezoelectric Grain

In this article, an analytical method is presented to solve the shrinkage rate and the healing history of a spherical cavity in three-dimensional piezoelectric grains under electric field, interface pressure, and internal gas pressure. From example calculations, it is seen that because of the influence of piezoelectric characteristics and electric fields, a spherical cavity in three-dimensional piezoelectric grain subjected to hydrostatic interface pressures does not completely eliminate, which is obviously consistent with some experimental observations from the micro-hole healing process. The result is useful to reveal the healing mechanism of defects in piezoelectric materials under electric and mechanical loads.     

饱和土中桩-桩竖向动力相互作用因子研究

桩桩动力相互作用的研究是研究群桩动力阻抗的基础,而桩桩动力相互作用通常利用动力相互作用因子来反映。将饱和土视为液同两相介质,利用薄层法得到了饱和土的竖向动力阻抗,进而得到饱和土中桩桩竖向动力相互作用因子。通过分析桩土力学参数对竖向动力相互作用因子的影响发现：桩间距、耦合系数、桩土模量比等参数对竖向动力相互作用因子有较大的影响,液固耦合系数较大时也有一定的影响。     

S波由饱和土入射于弹性土时在界面上的反射与透射

从地震工程实际出发，借助Biot多孔介质中的波动方程，根据各种界面条件导出了S波从饱和土入射于弹性土时在交界面上反射与透射的一般计算公式。作为算例，数值计算分析了S波从饱和土入射于饱和土与弹性土交界面时，饱和土中P1、P2和S波的反射系数以及弹性土中P波、SV射系数与界面排水条件、入射角以及频率之间的关系。结果表明：各种波的反射、透射系数与入射角、入射频率以及界面排水条件有关系。     

基于传递矩阵法的分层饱和土中单桩扭转动力阻抗

以分层饱和土中单桩扭转振动为研究对象,将桩周土体视为分数阶黏弹性饱和土,借助分数阶黏弹性本构模型和土体运动平衡方程、应力位移关系建立分层分数阶黏弹性饱和土层扭转振动微分方程。以两层分数阶黏弹性饱和土为例,讨论主要桩土力学参数对扭转动力阻抗影响。结果表明：下上层土体本构模型阶数比对扭转动力阻抗随频率变化曲线峰值影响较大,下上层土体剪切波速比、土层厚度比和桩土模量比对扭转动力阻抗的影响与频率有关,下上层土体液固耦合系数较小时,其对扭转动力阻抗的影响很小。     

横观各向同性饱和土体的实用波动方程

假定饱和土体土骨架及渗透系数具有横观各向同性，土颗粒不可压缩，建立了横观各向同性饱和土体实用波动方程，推导出横观各向同性饱和土体平面简谐波的波速弥散方程，结果显示横观各向同性饱和土体存在四个体波，其中一个为ＳＨ波，其余三个当波沿水平面或垂直水平面传播时，才分别是ＳＶ波、Ｐ１波和Ｐ２波。最后，用数值方法分析了ＳＨ波、ＳＶ波、Ｐ１波和Ｐ２波沿水平面和垂直面传播时的波速弥散曲线与特征衰减曲线，以及各个弹性波沿与水平面成４５°方向传播时的波速弥散曲线。     

周期荷载下半透水边界饱和地基的固结

在Terzaghi一维固结假设的基础上，分析了半透水边界饱和土层在周期荷载作用下有效应力比的变化规律。通过基本方程，结合初边值条件，利用Laplace变换，得到了随时间任意变化荷载作用下的有效应力解。通过典型算例，结合编制的数值Laplace逆变换程序，对几种常见的荷载作用下的情况进行了讨论，研究了参数的影响。通常所研究的透水或不透水边界条件只是本文的特例。本文的结论可以用于指导工程实践。     

球形纤维素制备的新工艺

研究了一种简单、周期短的制备球形纤维素的工艺。用硫酸酯化麦秆纤维素制得纤维素硫酸酯(CS),并制成胶粘液,将其分散在与水不相溶的分散相中,最后用环氧氯丙烷交联制得球形纤维素。讨论了温度、碱浓度、含水量及分散相的组成等因素对球形纤维素的交联度和粒度的影响。并对制得的球形纤维素进行结构与性能的表征。结果表明,当氢氧化钠加入量为1.1 mL,氯苯与冰机油的比例为1∶2,环氧氯丙烷加入量为2 mL,反应温度为56℃制备出的粒度为65μm,饱和吸水量为5.2 g/g的球形纤维素效果最佳。     

土中爆炸成腔半径的计算

文章给出了几个计算球形药包在土中爆炸成腔半径的公式,这些公式与土壤性质,炸药品种和装药深度有关。计算结果与现场实测结果基本吻合,能够满足工程设计的要求。     

利用Love波特性计算地基动力响应

本文利用Love波弥散特性在频域上对地基出平面振动及扭振问题进行了研究。在计算区域内结构将采用有限单元划分,而在边界上则根据Love 面波特性使用传递边界有限单元。本文同时讨论了不同模态波对结构动力响应的贡献。本文方法也适合于静力分析。