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单层不可压缩饱和多孔介质一维瞬态响应精确解
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:《岩土力学》
  • 时间:0
  • 分类:O347.44[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]浙江大学岩土工程研究所,杭州310058, [2]浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,杭州310058
  • 相关基金:中国地震局地震行业科研专项(No.200808022); 国家“973”重点基础研究课题(No.2007CB714200)
中文摘要:

基于Biot理论,考虑惯性、黏滞和机械耦合作用,假定固体颗粒和流体均不可压缩,得到了表面任意竖向荷载作用下单层饱和多孔介质一维瞬态响应的精确解。导出了以固体骨架位移表示的无量纲控制方程,并将边界条件齐次化。求解对应无黏滞耦合作用的特征值问题,得到一组满足齐次边界条件、关于空间坐标的正交函数基。利用变异系数法和基函数的正交性,得到一系列相互解耦的、关于时间的二阶常微分方程及相应的初始条件,并采用状态空间法求解常微分方程,得到位移分量。对整体平衡方程关于空间坐标积分,根据边界条件可确定总应力,并进而求得孔隙压力。通过算例验证所得解法的正确性。

英文摘要:

Based on the Biot theory,exact solution for one-dimensional transient response of single-layer fluid-saturated porous media loaded arbitrarily at its top surface is developed,where the inertial,viscous and mechanical couplings are taken into account and the solid particles and fluid are assumed to be incompressible.Firstly,the dimensionless governing equations in terms of displacement of solid skeleton are derived;and the boundary conditions are homogenized.Then,the eigen-value problem for the corresponding nonviscous system is solved to get an orthogonal function base in spatial domain.Applying variation coefficient method and making use of the orthogonality of the base functions,a series of decoupled second-order ordinary differential equations together with its corresponding initial conditions are obtained in time domain.To get the solutions for displacement components,the second-order ordinary differential equations are solved by the state-space method.By integrating the dynamic equilibrium equation of porous media and using the boundary condition,total stress and fluid pressure are determined in turn.Finally,two examples are given to demonstrate the correctness of the presented solution.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873