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1.
圆弧形沉积谷地对平面P波的三维散射解析解 总被引：5，自引：0，他引：5
采用大圆弧面来模拟半空间表面,利用波函数展开法在频域内给出了圆弧形沉积谷地形对平面P波三维散射的一个解析解,并以此解答为基础,进一步分析了入射波频率和入射角度对圆弧形沉积谷地场地反应的影响。数值结果表明,入射波的频率和入射角度对圆弧形沉积谷地场地反应有重要影响。 相似文献
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《岩土力学》2021,(4)
将间接边界元方法拓展到近断层复杂场地地震动模拟求解,通过建立有限断层二维运动学模型,量化分析了走滑型断层逐次破裂错动下近场沉积谷地地震动放大效应。首先,将断层上、下盘以及沉积谷地分为不同的计算域;其次,在频域内通过利用不同交界面的应力、位移边界条件来建立边界积分方程,离散求解得到虚拟荷载密度,进而得到频域内场地的地震反应,时域结果由傅里叶变换得到;然后,通过与解析解对比验证了该方法的准确性;最后,分析了近断层沉积谷地地震动放大规律;研究了断层上界埋深、断层倾角、沉积谷地断层距以及断层单元的破裂速度等参数变化对场地地震反应的影响。结果表明:沉积谷地对近断层地震动幅值具有明显的放大效应,所分析模型加速度反应谱峰值可放大4.64倍;在沉积谷地内部,地震动持时明显延长,同时会出现幅值更大的长周期速度大脉冲;近断层地震动震害具有典型的集中效应,断层距增大10 km,半空间地表位移衰减大于50%。为近断层复杂场地地震动模拟提供了一种新的有效方法,对近断层复杂场地地震区划和工程结构抗震设计具有重要意义。 相似文献
3.
竖向圆形荷载作用下弹性半空间问题的位移和应力解是桩基分析的基础。利用Hankel积分变换,首先导出了弹性地基半空间位移与应力的积分形式的通解。通过适当地引入边界条件和界面位移和应力的连续条件,求得了内部作用竖向圆形荷载时弹性地基半空间位移与应力的积分形式解。在此基础上,给出了不同深度处荷载作用投影范围内竖向位移和竖向正应力的平均值。数值结果验证了解析解的正确性。 相似文献
4.
圆弧形沉积河谷场地在平面P波入射下的响应 总被引：20，自引：3，他引：20
利用Fourier-Bessel级数展开法，在频域内给出了圆弧形沉积河谷场地在平面P波入射下动力响应的一个解析解，并分析了入射波波长、入射角度与河谷宽度、深度等因素对动力响应的影响。 相似文献
5.
饱和土半空间中圆柱形孔洞对平面P波的散射 总被引：1，自引：0，他引：1
在 Biot饱和多孔介质动力学理论的基础上,首次建立了求解饱和土半空间中圆柱形孔洞对平面 P 波散射问题的波函数展开法。首先。分析了具有圆柱形孔洞的饱和土半空间场地在平面 P 波入射下产生散射波系,并将入射波和散射波的波函数在圆柱坐标下展开。然后,引入边界条件,求出散射波函数的待定系数,从而,得到饱和土半空间中圆柱形孔洞对平面P波的散射问题的解析解。根据所得的波函数的解,可求解区域内的位移、应力的值,同时,分析了入射波频率、入射角对柱面上的应力集中因子的影响。 相似文献
6.
针对当前地下空间开发引起的地下水渗流场变化量化评价需要,本文就渗流场受地下结构阻隔后的稳定流状态下的流量及各部位(上游段、阻隔段和下游段)的水位计算公式进行了探讨,分别导出了上、下阻隔两种情况下的承压水问题的解析解和潜水问题的半解析解,并利用数值试验直观解释了一些阻隔现象,以及获得了小水力梯度条件下潜水问题半解析解可以用同条件下的承压水问题解析解来近似的结论。 相似文献
7.
开放系统下土体冻胀引起土工结构变形致使其服役特性面临严峻挑战。基于土体冻胀非线性弹性力学模型， 推导了计算半空间无限体中土单元在自重下冻胀的数学表达式， 建立了水平场地土冻胀模拟方法， 提出了考虑上部压载效应与位移边界变化的场地表面隆起位移及土体应力与应变的计算方法。在此基础上， 利用开放系统下粉质黏土逐级降温冻胀室内试验， 验证了冻胀引起地表隆起变形预测解析方法的可靠性。经验证， 该变形预测解析方法可应用于寒区场地冻胀量的评估， 进而为开放系统下土工结构物变形预测提供科学参考。 相似文献
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《地质科技情报》2021,40(1)
获取含水层水力参数空间非均质分布信息是研究地下水渗流、地下水污染物运移等诸多地下水问题的重要基础。然而,受常规勘察技术所限,含水层的非均质性难以直接刻画,尤其在裂隙介质含水层中,水力参数分布的非均质性更加突出,进一步增加了刻画的难度。针对该问题,本研究首先通过德国哥廷根大学北校区内的Neutra试验场地进行的64次抽水试验,获取了该场地不同深度观测点的水头响应曲线,然后使用解析方法对64组数据进行分析和参数评估,同时采用水力走时的方法对井间水力参数分布进行反演计算,最后将得到的结果分别与经典解析解参数估计和热示踪试验结果进行对比验证。结果表明,解析解参数估计的结果虽然能够在一定程度上展现含水层的垂向非均质性,但是无法刻画井间含水层水力参数的非均质分布;与热示踪试验结果的对比验证了基于水力走时反演的水力层析法在刻画裂隙介质水力参数的空间非均质分布的可靠性。 相似文献
9.
《岩土力学》2016,(9):2599-2602
推导了有限矩形区域饱和多孔介质因表面载荷诱发的Biot固结的一个解析解。假设多孔介质为均匀各向同性和线弹性,并被单相流体所饱和;控制方程组采用不可压缩多孔介质模型;孔隙压力场采用狄利克雷边界条件,上下表面位移场符合物理边界,而左右侧面位移场边界条件则由人为特别给定。利用有限正余弦变换和拉普拉斯变换及数值反演获得了物理空间孔隙压力场和位移场的半解析解,其体现为双重级数和的封闭形式。最后以某软黏土层平面应变固结为例,利用有限元分析软件ABAQUS对所给出的解析解进行了验证,同时基于该解析解考察了孔隙压力场和位移场的时空演化规律。所给出的解析解可用于深入分析有限二维饱和多孔介质的流-固耦合力学行为。 相似文献
10.
基于Terzaghi一维固结理论,分析了考虑半透水边界条件的分数阶导数黏弹性饱和土层在随时间变化的任意荷载作用下一维固结问题。首先,应用Laplace变换联立求解饱和土层一维固结微分方程和分数阶Kelvin-Voigt黏弹性本构方程,推导出有效应力和沉降在Laplace变换域内的解析解,采用Crump方法进行Laplace逆变换,得到了时间域内的半解析解。然后将本文得到的半解析解分别退化为半透水边界条件下基于黏弹性假设的一维固结半解析解和双面透水边界条件下基于分数阶黏弹性假设的一维固结半解析解,结果与已有文献的半解析解相同,验证了本研究所提出解的可靠性。最后通过算例分别考察了半透水边界参数、分数阶黏弹性模型参数和荷载参数对饱和土层固结沉降的影响。研究表明,半透水边界条件参数、分数阶次与黏滞系数主要影响饱和土层固结的发展快慢,而饱和土层的最终沉降量主要受到土层压缩模量的影响;另外,饱和土层的固结规律与外荷载变化规律一致。 相似文献
11.
利用复变函数法和Green函数法给出了SH波对垂直界面附近椭圆形夹杂散射问题的解析解答。首先,将待求的半空间模型沿垂直边界分割为区域Ⅰ和区域Ⅱ两个直角域。通过保角映射的方法将区域Ⅰ内椭圆形夹杂的外域映射为单位圆外域,并利用镜像方法构造出两个区域内满足直角域边界条件的散射波场及适用的Green函数;其次,利用界面契合思想,通过在界面处添加附加力系的方法建立起满足界面处位移和应力连续条件的无穷代数方程组,并截断有限项求解;最后,给出了求解地表位移幅值的具体算例。结果表明,入射波数、入射角度、夹杂位置、垂直界面以及材料参数都对地表位移幅值的分布有影响。 相似文献
12.
简谐荷载作用下饱和土体中圆形衬砌隧道三维动力响应分析 总被引：2，自引：0，他引：2
研究了全空间饱和土体中圆形衬砌隧道在径向简谐点荷载作用下的三维动力响应,将衬砌用无限长圆柱壳来模拟,土体用Biot饱和多孔介质模型来模拟,引入两类势函数来表示土骨架的位移和孔隙水压力,并利用修正Bessel方程来求解各势函数,结合边界条件,得到频率-波数域内衬砌和土骨架位移、孔隙水压力的解答,最后进行Fourier逆变换得到时间-空间域内的响应。通过算例分析了荷载振动频率和土体渗透性对土体和衬砌位移响应及土体孔压的影响。结果表明,饱和土体和弹性土体的位移响应具有明显区别。随着荷载频率的增大,土体和隧道位移幅值减小,土体孔压幅值增大;随着土体渗透性增大,土体位移及孔压幅值减小。 相似文献
13.
利用间接边界元法,在频域内求解了层状弹性半空间中洞室对入射平面SV波的散射问题。通过自由场反应分析,求得假想洞室边界上各点位移和各单元应力响应。在洞室边界各个单元上施加虚拟分布荷载,求得位移和应力的格林函数。根据应力边界条件确定虚拟分布荷载,将自由场位移响应和虚拟分布荷载产生的位移响应叠加起来,即得到问题的解答。比较了层状半空间和均匀半空间中洞室对入射平面SV波的放大作用。结果表明,层状半空间情况有可能导致较大的地表位移幅值,尤其是对于较低频率入射波。 相似文献
14.
Softening solids are analysed under impact loading using a new numerical method which allows displacement discontinuities to propagate arbitrarily through a finite element mesh. The Dirac‐delta distributions that arise in the strain field of classical continuum theory in the presence of strain softening are interpreted as discontinuities in the displacement field. A new finite element procedure with Heaviside jumps added to the underlying displacement interpolation basis is able to capture displacement jumps independent of the spatial discretisation. The amplitudes of displacement jumps are represented by extra degrees of freedom at existing nodes. Numerical results for mode‐I and mode‐II failure due to impact loading are presented. The numerical results highlight the objectivity of the approach with respect to spatial discretisation under dynamic loading conditions. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
15.
A new approach on numerical modeling of wave propagation is introduced and is used to analyze the effect of earthquake magnitudes (ground motion amplitudes) on wave propagation. In this method, the sum of the maximum amplitudes of the first output model at time 0 s and rest of the output models at different times are normalized to unity. Considering this as a constraint, the sum of the weighted‐squared Fourier amplitudes is minimized by using the Lagrange multiplier method. The proposed method can reveal the relationship of actual time histories by showing simple clear peaks. This method is used to analyze the time histories of various earthquake events at different vertical array sites of the Kashiwazaki–Kariwa nuclear power plant of Tokyo electric power company (TEPCO). The wave arrival times obtained from this method and down‐hole measurements are compared. The results show increase in the arrival times at surface layer when the magnitude of earthquake is large. The results reveal that the amplitudes of small magnitude earthquakes at depths are small and are largely amplified at surface, whereas in case of large magnitude earthquakes, the amplitudes are large at depths and are deamplified at surface reflecting the effects of the strain‐dependent soil properties that result in non‐linear site response to strong shaking. The results also show that the reflected peak amplitudes are higher for small magnitude earthquakes than for large magnitude earthquakes. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Paul M. Whitmore 《Natural Hazards》1993,8(1):59-73
Tsunamis are numerically modeled using the nonlinear shallow-water equations for three hypothetical Cascadia subduction zone earthquakes. Maximum zero-to-peak tsunami amplitudes and currents are tabulated for 131 sites along the North American coast. Earthquake source parameters are chosen to satisfy known subduction zone configuration and thermal constraints. These source parameters are used as input to compute vertical sea-floor displacement. The three earthquakes modeled are moment magnitude 8.8, 8.5, and 7.8. Maximum zero-to-peak tsunami amplitude for theMw = 8.8 earthquake is near 6 m normal to the fault break and maximum current is near 3.5 m/s. Maximum amplitudes decrease by about one-half north and south of the fault break in the source region. Tsunami amplitudes vary along the Alaskan coast from less than 0.5 to 1.6 m. The modeled amplitudes for theMw = 8.8 quake decrease to less than 0.4 m south of Point Conception, CA. TheMw = 7.8 earthquake generates a tsunami with a maximum amplitude of less than 1 m normal to the source. North and south of the fault break the maximum amplitude again decreases by about one-half. In all the models, amplitudes and currents arc less than one-sixth of the outer coast value within Puget Sound. 相似文献
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以白光数字散斑相关方法作为试验观测手段,通过单轴压缩试验对一种红砂岩变形破坏全过程的变形场和能量演化特征进行研究。利用CCD(charge-coupled device)相机记录试验加载全过程的试件表面散斑场图像,采用数字散斑相关方法对试验图像进行分析,计算得到了岩石变形破坏过程中试件表面变形场、变形局部化区域的位移错动量值和试件表面变形能密度量值,并对变形局部化带的位移演化和变形能量演化特征进行分析。从试验结果分析得出：岩石试件变形局部化带的位移演化在加载峰值前基本上保持线性演化规律,而其位移错动加速与加载峰值点相对应,岩石试件加载峰值后阶段的承载力变化主要受变形局部化带的位移演化影响;岩石试件在加载过程中的能量释放和能量积累规律与局部化带的演化有关,体现出局部能量释放和整体能量释放两种形式。 相似文献
18.
The effect of the spring mounting cushion inserted in between a machine base and its concrete footing has been examined experimentally
by conducting a number of block vibrations tests. The machine was subjected to steady state vertical harmonic loading. Experiments
were performed with two different stiffness values of the spring mounting cushion. The employment of the spring mounting cushion,
with the stiffness much smaller than that of soil strata, offers a drastic reduction in the resonant displacement amplitudes
of the footing. It also results in a significant decrease in the resonant frequency of the foundation. The resonant displacement
amplitudes of both the footing and the machine were found to become lower with the smaller stiffness value of the springs.
The resonant frequency for the machine base, in all the experiments, was found to be invariably the same as that of the footing. 相似文献
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土与结构界面位移特性静动力单剪试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
土与结构接触面是工程中经常遇到的,剪切试验是研究界面特性的主要方法之一。单剪试验既可以研究界面的特性,又可以考虑土体受力变形的实际特征,土体变形和界面错动位移的关系是尚未被注意的问题。通过淤泥质粉质黏土的静、动力单剪试验和进行不同法向应力、不同剪切应力幅值的对比试验,得到界面位移与循环周数、土体应变的试验曲线。结果表明,静力单剪试验的初期剪应力迅速增大,其后增长速率逐渐减小,没有出现软化现象;在剪切初期,主要是土体发生剪切位移,达到一定位移量后,土体和钢板之间开始出现较为明显的滑移;在一定的土体应变范围内静力单剪界面错动位移和土体应变有近似线性关系;动力单剪的界面错动位移和土体应变有很好的线性关系;静动力试验界面位移与土体应变关系线的斜率总体上静力试验结果高于动力试验值,线性关系的斜率变化范围不大 相似文献