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饱和土体固结3D比例边界有限元法分析
  • ISSN号:1006-2467
  • 期刊名称:《上海交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU471[建筑科学—结构工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]南昌工程学院土木与建筑工程学院,南昌330029, [2]上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海200240
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51269021,51569016); 江西省自然科学基金重点项目(20133ACB20006); 江西省教育厅科技项目(GJJ14755)
中文摘要:

基于饱和土体Biot固结理论,考虑土体体力与表面作用力,结合饱和土体中土骨架动力平衡方程与孔隙流体的连续方程,在计算域内采用Galerkin加权余量法,推导了3D无限、有限域全耦合饱和土体固结的比例边界有限元方程.理论推导表明:与单相弹性土体不同的是,由于孔隙水的存在,饱和土体固结比例边界有限元法方程中不仅有位移、应力矩阵,而且还存在孔隙水压力的影响耦合矩阵;该方程不仅能够满足无限域无穷远边界辐射条件,而且在径向(与饱和土体-结构接触面垂直方向,指向无限远)上具有严格的精确性,环向上(与饱和土体-结构接触面平行方向)具有有限元单元无限收敛的准确性.

英文摘要:

Based on the Biot's dynamic coupled consolidation theory,the scaled boundary finite-element method was developed to correctly model the dynamic unbounded far-field boundary of three-dimensional(3D)fully saturated soil in this paper.Body forces and surface tractions were considered in the derivation.The concept of similarity,the compatibility equation,Biot's coupled consolidation equations,and the Galerkin's weighted-residual method were used to derive the formulation for the governing equations.The main difference from the single-phase version was the presence of pore water pressures as additional parameters to be solved,in addition to the displacements,strain and stress which were incorporated into the static-stiffness matrices by producing fully coupled matrices.Solving the resulting equations yielded a boundary condition satisfying the far-field radiation condition exactly.The computed solutions were exact in a radial direction(perpendicular to the boundary and pointing towards infinity),while converging to the exact solution in the finite element sense in the circumferential direction parallel to the soil-structureboundary interface.

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期刊信息
  • 《上海交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:郑杭
  • 地址:上海市华山路1954号15F
  • 邮编:200030
  • 邮箱:shjt@chinajournal.net.cn
  • 电话:021-62933373 62932534
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-2467
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1466/U
  • 邮发代号:4-256
  • 获奖情况:
  • 1996年全国优秀科技期刊奖,1992年、1996年、1999年国家教育部系统优秀科技期刊奖,2002年“百种重点期刊奖”,2003年百种中国杰出学术期刊,2004年教育部全国高校优秀科技期刊一等奖,2004年“百种重点期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:30903