›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (6): 2219-2226.doi: 10.16285/j.rsm.2016.2071

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

横观各向同性层状饱和土动力问题的反射、透射矩阵方法

陆建飞,周慧明,刘 洋   

  1. 江苏大学 土木工程与力学学院,江苏 镇江 212013
  • 收稿日期:2016-11-18 出版日期:2018-06-11 发布日期:2018-07-03
  • 作者简介:陆建飞,男,1967年生,博士,教授,博士生导师,主要从事土力学等方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.11272137)。

Reflection-transmission matrix method for dynamic response of transversely isotropic multilayered saturated soil

LU Jian-fei, ZHOU Hui-ming, LIU Yang   

  1. Faculty of Civil Engineering and Mechanics, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu 212013, China
  • Received:2016-11-18 Online:2018-06-11 Published:2018-07-03
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (11272137).

摘要: 建立了轴对称情形下横观各向同性层状饱和土(TISS)动力问题的反射、透射矩阵(RTM)方法。对横观各向同性饱和土状态向量所满足的偏微分方程组进行Fourier和Hankel变换,得到状态向量所满足的常微分方程组。求解该常微分方程组,得到横观各向同性饱和土状态向量的通解。根据该通解得出了状态向量和波向量的传递矩阵,由波向量的传递矩阵得出了层状土的反射、透射矩阵表达式。利用上述反射、透射矩阵,并结合层状饱和土的边界条件和层间连续性条件,得出了垂直力作用下横观各向同性层状饱和土在变换域内的解。对变换域内的解进行Hankel逆变换,得出了频域内层状饱和土的动力响应。

关键词: 层状横观各向同性饱和土, Fourier变换, Hankel变换, 反射、透射矩阵, 动力响应

Abstract: Reflection-transmission matrix method for the dynamic response of the layered transversely isotropic saturated soil (TISS) under axisymmetric deformation is established in this study. Applied the Fourier and Hankel transforms, the partial differential equations satisfied by the state vector of the TISS can be duduced to the corresponding ordinary differential equations for the state vector. Solving the ordinary differential equations yields the general solutions for the state vector of the TISS. Based on the aforementioned general solutions, the transfer matrices of the state vector and wave vector are obtained. Reflection-transmission matrices of the layered TISS are derived by the transfer matrix of the wave vector. By using the obtained reflection-transmission matrices, the boundary conditions and the continuity conditions at the interfaces of the soil layers, the transformed domain solution of the layered TISS subjected to a vertical force is obtained. Applying the inverse Hankel transform to the transformed domain solution of the TISS gives the frequency domain response of the TISS.

Key words: layered transversely isotropic saturated soil (TISS), Fourier transform, Hankel transform, reflection-transmission matrix, dynamic response

中图分类号: 

  • TU 435

[1] 乔向进, 梁庆国, 曹小平, 王丽丽, . 桥隧相连体系隧道洞口段动力响应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2342-2348.
[2] 何静斌, 冯忠居, 董芸秀, 胡海波, 刘 闯, 郭穗柱, 张聪, 武敏, 王振, . 强震区桩−土−断层耦合作用下桩基动力响应[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2389-2400.
[3] 任洋, 李天斌, 赖林. 强震区隧道洞口段边坡动力响应 特征离心振动台试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1605-1612.
[4] 张卢明, 周勇, 范刚, 蔡红雨, 董云. 强震作用下核安全级反倾层状软岩高陡边坡组合支挡结构抗震性能研究与加固效果评价[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1740-1749.
[5] 王立安, 赵建昌, 侯小强, 刘生纬, 王作伟. 非均匀饱和半空间的Lamb问题[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1790-1798.
[6] 冯立, 丁选明, 王成龙, 陈志雄. 考虑接缝影响的地下综合管廊振动台模型试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1295-1304.
[7] 芦苇, 赵冬, 李东波, 毛筱霏. 土遗址全长黏结式锚固系统动力响应解析方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(4): 1377-1387.
[8] 张恒源, 钱德玲, 沈超, 戴启权. 水平和竖向地震作用下液化场地群桩基础 动力响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 905-914.
[9] 吴琪, 丁选明, 陈志雄, 陈育民, 彭宇, . 不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构 地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 571-580.
[10] 夏 坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[11] 于一帆, 王平, 王会娟, 许书雅, 郭海涛, . 堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 172-180.
[12] 杨文波, 邹涛, 涂玖林, 谷笑旭, 刘雨辰, 晏启祥, 何川. 高速列车振动荷载作用下马蹄形断面隧 道动力响应特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3635-3644.
[13] 姜立春, 罗恩民, 沈彬彬, . 多自由度模型法的立体采空区群爆破 动力响应研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2407-2415.
[14] 邹佑学, 王睿, 张建民, . 可液化场地碎石桩复合地基地震动力响应分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2443-2455.
[15] 史 吏, 王慧萍, 孙宏磊, 潘晓东, . 群桩基础引发饱和地基振动的近似解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1750-1760.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!