›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (6): 1723-1730.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

条形荷载作用下梯度饱和土的动力响应分析

周凤玺1, 2,赖远明2   

  1. 1.兰州理工大学 土木工程学院,兰州 730050;2.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,兰州 730000
  • 收稿日期:2012-03-31 出版日期:2013-06-10 发布日期:2013-06-14
  • 作者简介:周凤玺,男,1979年生,博士,主要从事土力学和结构振动方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 11162008);甘肃省高等学校基本科研业务费专项(No. 1104ZTC140);甘肃省教育厅研究生导师基金项目(No. 1103-07)

Dynamic response analysis of graded fluid-saturated soil under strip load

ZHOU Feng-xi1, 2, LAI Yuan-ming2   

  1. 1. School of Civil Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China; 2. Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China
  • Received:2012-03-31 Online:2013-06-10 Published:2013-06-14

摘要: 根据Biot波动理论,研究了条形均布荷载作用下非均匀饱和土地基的动力响应问题。利用Fourier积分变换,通过Helmholtz矢量分解原理,建立了饱和土层在动荷载作用下的回传射线矩阵法计算列式,考虑饱和土的物理力学性质沿深度方向按幂函数连续变化,采用数值Fourier逆变换获得了饱和土地基的位移、应力和孔隙压力等物理量的数值解。分析讨论了材料非均匀性对饱和土介质动力特性的影响。结果表明,非均匀饱和土的动力行为与均匀饱和土有着明显的不同,当土体的非均匀程度越高,条形荷载中点下流体压力和应力幅值越大,而位移、流体压力以及应力等物理量在水平方向的振动频率均随着土体非均匀变化程度的增强而增大。

关键词: 饱和土, 非均匀性, 回传射线矩阵法, 动力响应

Abstract: Based on the Biot’s theory of porous media, the dynamic response of heterogeneous saturated soil subjected to strip loading is researched. Applying the Helmholtz vector decomposition and Fourier transformation, the calculation formula of reverberation ray matrix method (RRMM) is established for two-dimensional transient response of fluid-saturated soil. Assuming that the material properties of the saturated soil have an exponential law distribution along the thickness-coordinate, by using numerical inverse Fourier transformation, the displacement, the stress and the pore pressure are obtained. The effect of heterogeneity on transient responses of graded saturated soil is demonstrated and discussed. The numerical result shows that there is a significant difference on dynamic response between heterogeneous saturated soil and homogeneous saturated soil. The amplitude of fluid pressure and stresses that right below the middle point of the strip load is increased when the soil heterogeneous degree becomes high. In addition, the vibration frequencies of displacement, fluid pressure and stress increase with the increasing of soil heterogeneous degree along the horizontal direction.

Key words: saturated soil, heterogeneity, reverberation ray matrix method, dynamic response

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[1] 程涛, 晏克勤, 胡仁杰, 郑俊杰, 张欢, 陈合龙, 江志杰, 刘强, . 非饱和土拟二维平面应变固结问题的解析计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 453-460.
[2] 邓子千, 陈嘉帅, 王建伟, 刘小文, . 基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 527-534.
[3] 李潇旋, 李涛, 彭丽云, . 控制吸力循环荷载下非饱和黏性土 的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 552-560.
[4] 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.
[5] 程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展 剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
[6] 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.
[7] 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.
[8] 刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349.
[9] 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.
[10] 张超, 杨期君, 曹文贵. 考虑峰值后区应力跌落速率的 脆岩损伤本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3099-3106.
[11] 周凤玺, 柳鸿博, . 非饱和土中Rayleigh波的传播特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3218-3226.
[12] 詹良通, 胡英涛, 刘小川, 陈捷, 王瀚霖, 朱斌, 陈云敏. 非饱和黄土地基降雨入渗离心模型试验 及多物理量联合监测[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2478-2486.
[13] 周凤玺, 高国耀, . 非饱和土中热−湿−盐耦合作用的稳态分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2050-2058.
[14] 汪俊敏, 熊勇林, 杨骐莱, 桑琴扬, 黄强. 不饱和土动弹塑性本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2323-2331.
[15] 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.
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[1] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
[2] 杨 强,刘耀儒,冷旷代,吕庆超,杨春和. 能源储备地下库群稳定性与连锁破坏分析[J]. , 2009, 30(12): 3553 -3561 .
[3] 宫伟力,安里千,赵海燕,毛灵涛. 基于图像描述的煤岩裂隙CT图像多尺度特征[J]. , 2010, 31(2): 371 -376 .
[4] 詹永祥,蒋关鲁. 无碴轨道路基基床动力特性的研究[J]. , 2010, 31(2): 392 -396 .
[5] 高广运,赵元一,高 盟,杨成斌. 分层土中群桩水平动力阻抗的改进计算[J]. , 2010, 31(2): 509 -515 .
[6] 刘汉龙,陶学俊,张建伟,陈育民. 水平荷载作用下PCC桩复合地基工作性状[J]. , 2010, 31(9): 2716 -2722 .
[7] 许 江,唐晓军,李树春,杨红伟,陶云奇. 周期性循环载荷作用下岩石声发射规律试验研究[J]. , 2009, 30(5): 1241 -1246 .
[8] 胡海军,蒋明镜,赵 涛,彭建兵,李 红. 制样方法对重塑黄土单轴抗拉强度影响的初探[J]. , 2009, 30(S2): 196 -199 .
[9] 王在泉,张黎明,孙 辉,张迎晖,匡顺勇. 不同卸荷速度条件下灰岩力学特性的试验研究[J]. , 2011, 32(4): 1045 -1050 .
[10] 杨 骁,蔡雪琼. 考虑横向效应饱和黏弹性土层中桩的纵向振动[J]. , 2011, 32(6): 1857 -1863 .