›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (7): 2071-2079.doi: 10.16285/j.rsm.2017.07.030

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

饱和多孔介质动力响应移动单元法分析

刘 宝1，苏 谦1, 2，李 婷1，桂 波1   

  1. 1. 西南交通大学 土木工程学院，四川 成都 610031；2. 西南交通大学 高速铁路线路工程教育部重点实验室，四川 成都 610031
  • 收稿日期:2016-05-06 出版日期:2017-07-10 发布日期:2018-06-05
  • 通讯作者: 苏谦，男，1972年生，博士，教授，博士生导师，主要从事土工结构设计理论与路基动力学理论方面的研究工作。E-mail: suqian@126.com E-mail:liubao12398@126.com
  • 作者简介:刘宝，男，1988年生，博士研究生，主要从事路基动力学方面的研究工作
  • 基金资助:

    国家自然基金项目(No. 51378441，No. 51578467)；中国铁路总公司科技研究开发计划(No. 2016G002-E，No. 2014G003-A)。

Analysis of dynamic response of saturated porous media by moving element method

LIU Bao1, SU Qian1, 2, LI Ting1, GUI Bo1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan 610031, China; 2. MOE Key Laboratory of High Speed Railway Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, Sichuan 610031, China
  • Received:2016-05-06 Online:2017-07-10 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51378441, 51578467) and Development Plan of the Chinese Railway Corporation (2016G002-E, 2014G003-A).

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摘要： 移动单元法在处理移动荷载下结构动力行为分析方面具有求解高效的优势，但目前针对饱和多孔介质动力响应的移动单元法的研究成果甚少。根据饱和多孔介质u-p格式动力控制方程，利用移动坐标系建立了饱和多孔介质瞬态及稳态动力控制方程的移动单元列式，通过编制相应的计算程序将计算结果与已有文献结果对比验证了算法的正确和有效性。基于移动单元法建立了移动荷载下饱和沥青路面-弹性基层系统计算模型，分析了移动荷载下该模型的瞬态动力响应规律，并与其稳态动力响应进行了对比分析，分析表明，其水动力特性较稳态响应呈现出明显的瞬态效应。基于稳态动力响应结果分析了荷载速度、排水边界、渗透系数对饱和沥青路面动力响应的影响规律，算例研究结果可以为分析水动力作用下沥青路面水稳定性功能损伤机制提供参考。

关键词: 饱和多孔介质, 移动单元法, u-p方程, 瞬态动力响应, 稳态动力响应

Abstract: Moving element method (MEM) is an efficient approach for dynamic analysis of structure under moving loads. However, a paucity of the research adopting the method for the dynamic analysis of the saturated porous media was found in literature. Based on the coupled dynamic field equation u-p formulation, MEM formulations of the transient-state and steady-state dynamic control equations are obtained. The accuracy and the effectiveness of the technology demonstrated through the results that are in general consistent with each other by the semi-analytical and numerical solution. An example of involving the moving load on the saturated pavement overlying elastic base course is analyzed based on MEM. The transient dynamic response and the steady dynamic response are explored. The results show that obvious transient effect comparing with the steady-state dynamic response is indicated by hydrodynamics. Based on the results of steady-state dynamic response, the influences of load velocity, drainage boundary and permeability coefficient on the dynamic response of saturated asphalt pavement are analyzed. The results of the study can provide a reference for analyzing the damage mechanism of asphalt pavement water stability under hydrodynamic action.

Key words: saturated porous media, moving element method, u-p formulation, transient dynamic response, steady-state dynamic response

中图分类号: 

  • TU 411

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