一、横观各向同性饱和弹性多孔介质非轴对称动力响应（论文文献综述）
赵仓龙[1]（2021）在《海水-TI饱和海床动力Green函数及海上桩承风机地震响应研究》文中提出动力Green函数是求解地震、波浪、交通荷载等动荷载作用下土体动力响应以及土-结构动力相互作用问题的基本解,也是采用边界元法进行数值计算的基础。近年来,海上风力发电、海上石油及可燃冰开采等海洋工程蓬勃发展,开展海洋环境下动力Green函数研究对求解土-海洋结构动力相互作用问题具有重要的理论价值。考虑到海床土在水平和竖直方向往往表现出各向异性的物理力学性质,将其视为横观各向同性饱和介质更符合实际地层情况。此外,近海风电场大多处于环太平洋地震多发区域,易遭受断层引发的强烈地震脉冲作用,为确保海上风机服役期间的安全性,有必要开展海水-海床-结构耦合效应下桩承风机系统的时域地震响应研究。基于以上背景,本文先从解析角度对海洋环境下海水-海床耦合模型的动力Green函数以及水中点源脉冲问题进行了理论研究,接着利用FLAC3D有限差分软件,对横观各向同性海床土中桩承风机地震响应特征进行数值分析。主要研究内容如下:（1）基于Biot波动理论及可压缩流体控制方程,将海床土视为有限厚的横观各向同性饱和多孔介质,建立了柱坐标系下海水-海床土竖向耦合振动理论模型;通过直接解耦,求得了土骨架位移-孔压形式（u-p）的波动方程,利用Hankel积分变换,结合海水自由表面、基岩表面处边界条件以及海床面连续性条件,求得了表面圆盘荷载、环形荷载以及点荷载作用下海水-海床耦合模型的稳态动力响应,讨论了海床土各向异性程度、频率、基岩埋置深度、海水深度、渗透系数及孔隙率等因素对动力Green函数的影响。（2）针对有限深海水、半空间海水和全空间海水三类情况,运用Fourier和Hankel积分变换求解点声源激发下海水波动方程,求得了Ricker小波脉冲作用下海水在变换域内的动水压力和竖向位移解答,借助留数定理求解逆变换奇异型积分,获得了海水在点源脉冲作用下的时域动力响应;此外,考虑水底柔性介质阻尼效应对入射波的吸收作用,进一步推导了水底柔性反射边界下点源脉冲的时域动力Green函数,分析了海水深度、声源位置、底部边界阻尼等因素下海水动力响应和声波传播特性。（3）利用FLAC3D有限差分软件,建立了地震波作用下横观各向同性饱和海床土中高承台斜群桩支承风机系统的数值分析模型,其中利用桩单元模拟群桩基础,梁单元模拟风机叶片,塔筒、机舱和轮毂分别采用变截面薄壁圆筒形、长方体形和半球形壳单元模拟,采用附加质量法计算地震引起的动水压力,在海床土底部沿水平方向施加基线校正后的实测Kobe地震波加速度时程,同时设置自由场边界减少波的反射干扰,研究了海床土各向异性程度、斜桩倾斜角度、桩径以及近断层脉冲效应等因素对海上风机地震响应的影响。
隋鑫[2]（2020）在《非饱和沥青路面结构响应解析求解及数值模拟》文中研究指明沥青路面受环境中水分影响,在服役期间内多处于非饱和状态,但现有针对沥青路面渗流场的力学分析为了提高计算效率,多将路面形式简化为完全饱和或纯弹性状态,造成分析结果与实际工程检测结果出现较大偏差,使得力学分析与实际工程应用严重脱节。因此,为准确获得真实含水状态下沥青路面的力学响应规律,必须将沥青路面的非饱和状态予以考虑。同时,为获得非饱和状态下沥青路面的力学特征,首先要得到真实的路面材料渗透系数。但现有测试设备和方法只能测得表征沥青混合料整体渗透性的耦合渗透系数,无法准确测量沥青混合料单一方向的渗透系数。基于以上问题,本文通过自主开发新型多向渗流装置,获得准确的材料渗透系数,同时引入非饱和多孔介质理论,进行非饱和沥青路面结构解析求解及数值模拟分析,以量化水分对沥青路面力学性能的影响。首先,根据非饱和多孔介质理论,通过在各结构层材料参数中引入饱和度概念,建立非饱和沥青路面力学模型及基本控制方程;采用层状弹性体系力学中的积分变换法,推导得到非饱和沥青路面单层弹性体系一般解,并代入荷载及边界条件,求得弹性半空间体特例精确解。其次,根据基本控制方程,求得非饱和沥青路面单层传递矩阵;采用波传递法,即反射-透射矩阵法,推导多层非饱和沥青路面弹性体系一般解,并通过荷载波矢量求得表面状态向量。随后将模型退化到饱和状态,验证了解析求解的准确性,并给出了数值计算程序流程。再次,采用中空马歇尔试件,实现了沥青混合料水平向及竖向渗流的分离。随后设计并研发了试件成型装置、防渗装置及多向渗流装置,对AC-20、OGFC-16两类沥青混合料进行渗水试验,测量得到不同孔隙率、中空直径下的水平向及竖向渗透系数。结果表明:沥青混合料渗透系数具有明显横观各向同性性质,水平向与竖向渗透系数之比约在1～15范围内。最后,基于ABAQUS有限元平台,建立饱和,非饱和沥青路面三维模型,对比分析结构内部关键力学指标,得到非饱和状态下沥青路面力学响应规律,并指出其相应病害类型。同时,建立移动荷载作用下饱和沥青路面三维模型,分析对比不同渗透性工况下,力学指标的时程变化与空间分布特性,将渗透系数的作用与非饱和状态加以区分,并初步阐明水平向与竖向渗透系数各自对路面力学性能的影响。结果表明:较之于饱水状态,非饱和状态下沥青路面各竖向应力、竖向位移增大,发生车辙破坏可能性增大;但沥青层层底水平拉应变减小,拉压交替现象不明显,发生开裂,疲劳等病害的可能性减小,且相应地,孔隙水压力减小,路面受水损害程度较小。同时,渗透系数的作用与非饱和状态不同,其中,与水平向相比,竖向渗透系数在改变孔隙水压力幅值的同时,也决定了水分在路面结构内的渗流区域。因此,准确测量两个方向的渗透系数对于获得准确的路面动力响应具有重要意义。本文开发的多向渗流装置能有效提高沥青混合料渗透系数测试精度。同时,对非饱和沥青路面的解析求解和数值模拟,为路面力学特性研究提供基础支撑。
李子阳[3]（2020）在《复杂海洋环境下刚性圆板竖向振动特性研究》文中指出随着世界对海洋资源的开采,越来越多结构设施在海洋环境下建造。例如为了应用海上风能而建造的海上风力发电机,无论是设置于陆地还是海洋环境,重力式基础往往是较为常见的基础形式。与陆地环境相比,海洋结构服役期间,基础将受到风、波浪、海流、地震等各种动荷载作用,受力情况更为复杂。所以研究海洋环境下刚性基础竖向振动特性显得尤为重要。目前,海洋基础应用较为普遍的有重力式基础（表面明置基础）或吸力锚基础。本文将海洋工程中明置重力式基础和吸力锚基础的上部圆盘构造简化为海床表面刚性圆板,针对横观各向同性土体以及下伏基岩均质土两类海床地基,分析了海水-饱和地基中刚性圆盘基础的竖向振动特性。论文主要研究工作如下:1.基于耦合海水-海床半空间模型,视海床土为横观各向同性饱和多孔介质,将Biot动力方程与横观各向同性本构方程结合,直接解耦,并应用Hankel变换,得到其Hankel变换域下的解,结合海水表面、海水与海床土交界面的边界条件,得到Tranter型对偶积分方程,并将其转化为第二类Fredholm积分方程,得到上覆海水下横观各向同性饱和海床上刚性圆盘基础的竖向振动解答,针对板底透水与不透水条件,讨论了海水深度、频率与土体参数对基础竖向动力柔度系数、板底应力分布以及地基位移和应力的变化规律。2.研究了上覆海水的下卧基岩饱和海床上圆盘基础的竖向振动特性,基于Biot波动理论和饱和多孔介质的应力应变关系,引入势函数,运用积分变换得到Hankel变换域下的位移、应力解,根据海水-海床以及基岩的应力与位移的混合边界条件,得到对偶积分方程,并通过将其转换为第二类Fredholm积分方程;考虑板底透水与不透水两类情况,分析了土体渗透系数、海水深度、基岩深度对基础竖向动力柔度系数、板底应力分布和海床土体响应的影响。
刘衡[4]（2020）在《车辆动载、水、温度耦合作用的沥青路面响应分析》文中研究说明沥青路面在实际工程中会受到车辆动载、温度以及水等因素的共同作用,许多路面常见病害与这些因素息息相关。目前,弹性层状理论是我国规范中沥青路面计算的基础,但其作为经典的单相场理论无法有效反映车载、温度、水等因素对路面结构的耦合影响,而温度和水对路面的作用是不容忽视的。因此,为了更加准确合理的分析多因素共同存在情况下的沥青路面问题,开展综合考虑温度、水、车辆动载等因素的多相耦合场路面理论的研究具有十分重要的工程意义。传递矩阵法和刚度矩阵法是目前解决层状路面问题最为经典且应用最广泛的解析求解方法,但采用这两种方法处理层状体问题时,经常会出现不同程度的矩阵运算溢出、奇异矩阵等算法失效现象。本论文将在正交向量函数系下,根据DVP方法（Dual variable and position method）提出的新传递矩阵构造方式,对传统矩阵分析法进行改进,进而采用这种推导更为简洁、运算更为稳定的层状体问题求解方法,分别对移动荷载作用下的弹性层状路面问题、路面孔隙水问题以及温-水-车耦合作用下的路面问题进行解析求解,并利用所得解析解对相关路面因素的影响进行分析和比较。现将本论文主要研究内容归纳如下:（1）在正交向量函数系下,构建求解层状体问题的新传递矩阵关系,并分别在表面垂直和水平圆形均布荷载作用下,推导出含有不连续界面的层状路面问题解析解。从弹性层状体问题的基本方程出发,导入正交向量函数系后,根据DVP方法改进状态向量构造方式,推导出新的更为稳定的传递矩阵关系式。将所得解析解与已有结果进行对比,验证本文方法及推导结果的正确性和准确性,并分析在不同界面模型条件下层间界面系数对计算结果产生的影响。（2）根据弹性动力学基本理论,采用基于正交向量函数系的DVP方法,通过引入移动直角坐标系,推导出表面圆形移动荷载作用下层状路面问题的解析解表达式。通过对比算例验证本文推导结果的正确性和合理性,同时分析不同位置点处计算结果的收敛情况,进而利用上述解析结果讨论荷载移动速度与层间滑动界面对路面结构中各力学响应的影响。（3）根据Biot固结理论与多孔介质理论,利用基于正交向量函数系的DVP方法,解析求解饱和三维层状路面问题。从Biot固结问题的基本方程和Darcy定律的渗流平衡方程出发,推导出移动荷载作用下饱和弹性多孔路面层状体问题的解析解,进而计算不同工况下路面模型内部的孔隙水压力、孔隙水流速等力学响应,根据计算结果讨论并分析面层渗透性能、速度等因素对路面孔隙水的影响。（4）根据热流固理论,建立渗流-温度-应力耦合场作用下的层状沥青路面模型,借助基于正交函数系的DVP方法,推导出温度、水、车辆耦合作用下路面层状体渗流场、温度场、应力场的力学响应解析解,进而计算一组典型路面结构内部的力学响应,对比不同场理论下路面层状体响应结果的差异,同时验证本章耦合场作用下路面模型解析解的可靠性,最后在耦合场理论下分析了荷载移动速度、温度以及层间结合条件等因素的影响,并与之前单相弹性理论下的相应结果进行了比较。
闻敏杰[5]（2020）在《土-衬砌系统的热（水）力耦合动力响应》文中进行了进一步梳理衬砌结构作为地下工程重要的支护结构,应用于热力管道、城市地铁、石油和天然气运输管道以及海底隧道,这些地下结构常受到高温、冲击等作用。因此,各种热源、力源引起的土-衬砌系统热弹性动力响应备受关注。目前关于土-衬砌系统的热力耦合和热水力耦合动力响应的研究鲜有涉及。本文考虑土与衬砌的相互作用,研究了热力耦合作用下弹性土-衬砌系统的热弹性动力响应、深埋圆形隧道衬砌-土系统的热扩散效应、饱和土-圆形衬砌系统的热水力耦合响应、变温荷载作用下岩土（衬砌）材料变形特征和热物性以及热物性与温度相关的饱和土中衬砌隧道热水力耦合动力响应。主要内容如下:1.考虑土与衬砌结构界面的热接触阻力,根据热接触模型和弹性波反射与透射原理,建立了土与衬砌界面非连续接触模型。将土与衬砌视为热弹性介质,基于Lord-Shulman（L-S）模型,研究了弹性土-衬砌系统的热力耦合动力响应。采用Laplace变换及其逆变换,在时域内得到了衬砌-土系统的动力响应解答。考察了接触热阻、弹性波阻抗比、热传导系数和比热对系统动力响应的影响。2.采用解析方法研究了深埋圆形隧洞衬砌-土系统的热扩散效应。将土体和衬砌视为均匀弹性介质,基于广义热扩散理论和经典热弹性理论,利用Laplace变换和Helmholtz分解求得了土-衬砌系统的热弹性动力响应。利用连续性边界条件,采用Laplace逆变换得到了相应的数值解。研究了衬砌和土物性和几何参数对热、力和化学耦合下系统的温度梯度、位移、应力和化学势的影响规律。3.采用解析方法研究了热源和力源共同作用下饱和土中圆形衬砌隧道的热水力耦合动力响应。基于分数阶热弹性理论,利用运动方程、流体平衡方程和热传导方程,建立了完全耦合的具有时间分数阶的热水力动力模型。将土和衬砌分别视为饱和多孔热弹性介质和热弹性壳体,采用微分算子分解法和Laplace变换,求得了温度增量、位移、应力和孔隙水压力的表达式。考察了分数阶参数对系统响应的影响,且与无衬砌的计算结果进行了对比。4.将衬砌和土分别视为柔性多孔材料和饱和多孔介质,基于完全耦合的热水力耦合动力模型,研究热、内水压力作用下饱和土中半封闭圆形隧道的热-水-力耦合响应。采用Laplace变换,得到饱和土的温度增量、位移、孔隙水压力和应力。考虑隧道衬砌的渗透性,利用Darcy定律建立部分透水边界条件。通过引入与孔隙流体体积分数相关的应力系数,建立应力协调边界条件,确定未知数的表达式。利用Laplace逆变换Crump反演法得到相应的数值解。在此基础上,进行数值结果分析和讨论。5.利用工业相机实时采集了3种典型隧道衬砌-岩土材料（混凝土、花岗岩和粘土）在变温过程（20℃-200℃）中的热变形图像,通过数字图像相关法计算获得了上述三类材料在变温作用下的热变形信息,研究了变温作用下隧道衬砌-岩土材料的热变形特征,得到了热物性参数（热膨胀系数）随温度的变化规律,采用最小二乘法拟合获得了热膨胀系数与温度的函数关系式。6.考虑热物性与温度的相关性,研究了热源作用下饱和土中圆形衬砌隧道的热水力耦合动力响应。假定热物性参数与温度增量呈线性函数关系,建立了考虑热传导变化的热水力耦合动力模型。将土和衬砌结构分别视为饱和多孔热弹性介质和热弹性介质,采用Kirchhoff和Laplace变换得到了饱和土-衬砌系统响应的时域解。采用Laplace逆变换得到了相应的数值解。利用非连续性边界条件,确定了待定系数的表达式。考察了土与衬砌的热物性系数比、弹性波阻抗比及刚度和阻尼对系统响应的影响。
郭颖[6]（2019）在《饱和多孔地基广义热-水-力耦合问题动力响应研究》文中研究表明多场耦合问题是岩土工程、工程地质等众多工程领域研究中的重点内容,该问题主要涉及了工程热物理学科与众多学科的广泛交叉。在多场耦合的情况下,如何确定土体孔隙水的渗流、热量的传递、组分物质或者污染物的迁移与扩散等多种过程一直是国内外岩土工程领域迫切需要解决的问题。该问题的解决可以为很多工程领域提供必要的理论基础和分析手段,对进一步指导实际工程施工具有不可或缺的意义。本文主要采用正则模态法从Biot波动理论出发,进一步引入对经典的Fourier热传导定律进行修正的热传导定律和Darcy定律,从而达到可以研究和分析饱和多孔地基热-水-力耦合动力响应问题的目的;进一步考虑土体的流变性,深入分析了各向同性饱和多孔粘弹性地基在外荷载作用下各物理量的分布情况;继而又考虑了土体的各向异性的特质,更进一步深入分析了各向异性饱和多孔弹性地基中土体参数变化对各物理量的影响,对比了各向同性和各向异性饱和多孔弹性地基在研究热-水-力耦合问题时的差异。主要工作和研究成果如下:（1）在Biot波动理论的基础上,引入修正的Fourier热传导定律和广义Darcy定律,建立了可用于描述饱和多孔弹性地基中应力场、渗流场和温度场之间的耦合关系的各向同性饱和多孔弹性地基的热-水-力耦合动力响应模型。并引入了正则模态法对该地基耦合问题进行求解,为研究和分析饱和多孔地基耦合问题提供了有效的研究模型和分析方法。（2）对于时间微观但空间宏观的饱和多孔弹性地基的热-水-力耦合问题,根据已建的饱和多孔弹性地基的热-水-力耦合动力响应模型,结合边界条件采用正则模态法得到了地基上表面受到外荷载作用时各无量纲物理量（无量纲超孔隙水压力、竖向位移、竖向应力和温度）的解析表达,最终分析了所考虑的各物理量的变化规律。通过对新建模型的适当简化以及一定的退化即可得到不考虑孔隙水的热-力耦合地基动力模型,探讨和分析了不同地基模型受到外荷载作用时的差异,并给出了不同地基的适用条件。采用退化成为静态问题的方法和用Flex PDE软件对相同动态问题进行数值模拟的方法对该地基模型的合理性、正则模态法在求解该问题时的适用性以及解析解的可靠性进行了验证。从算例结果可以看出:孔隙水、荷载频率以及热载子驰豫时间因子等参数的变化均会对所涉及的物理量有一定的影响。力源作用下,孔隙水的存在使得除超孔隙水压力外增大最明显的物理量增大了 3 0%以上,而热源作用时,除超孔隙水压力外增大最明显的物理量增大了 45%以上。（3）考虑土体的流变性特性,在上述饱和多孔弹性地基的热-水-力耦合动力响应模型的基础上引入考虑粘弹松弛时间因子的Kelvin-Voigt粘弹性模型,结合边界条件着重分析了荷载频率、粘弹性松弛时间因子、渗透系数、作用时间、孔隙率等参数变化时各物理量的分布情况。同样采用退化成为静态问题的方法和用Flex PDE软件对相同动态问题进行数值模拟的方法对该地基模型的合理性、正则模态法在求解该问题时的适用性以及解析解的可靠性进行了验证。从算例结果可以看出:粘弹性松弛时间因子α0和α1、渗透系数以及孔隙率对各无量纲量的影响与外荷载的种类息息相关。此外,除了地基上表面受到热源作用的无量纲温度外,粘弹性地基中各物理量在受到外荷载作用后均有明显的滞后现象。（4）考虑到天然的土体由于沉积过程、应力分布等不同,通常会显现出一些各向异性的特性,根据分数阶微积分理论,结合了 Riemann-Liouville积分算子建立了各向异性饱和多孔弹性地基的热-水-力耦合动力响应模型,采用正则模态法得到了地基上表面受到不同外荷载作用时各物理量的解析解。着重分析了荷载频率、分数阶系数、热传导系数各向异性参数以及渗透系数各向异性参数变化对各无量纲量的影响。当分数阶系数取一且物理意义相同的各向异性的参数均取为同一个数值时,该问题的理论模型即可退化成与各向同性饱和多孔弹性地基的热-水-力耦合动力响应模型一致的地基模型,从而验证了该地基模型的合理性。结果表明:在地基受到力源作用时,分数阶系数变化仅对无量纲温度有明显的影响,但当地基受到热源作用时,分数阶系数变化对所有物理量均有显着影响;随着热传导各向异性参数增大,地基上表面受到力源作用时的无量纲超孔隙水压力外的所有物理量均逐渐增大。分数阶系数的存在使得热传导系数各向异性参数变化对各物理量的影响更明显了;渗透系数各向异性参数变化对地基上表面受到热源作用时的无量纲温度外所考虑的物理量均有明显的影响,对部分物理量的扰动深度也有明显的影响,地基上表面受到力源作用时,当渗透系数各向异性参数为φ1=1时,超孔隙水压力曲线在深度为z=4.5处基本就衰减为零,竖向应力曲线在深度为z=2.5处基本就衰减为零;而当渗透系数各向异性参数为φ1=2时,超孔隙水压力曲线扰动深度增大至z=6深度处,竖向应力曲线扰动深度增大至z=5深度处。本文的研究成果不但可为地基的设计和破坏机理研究奠定一定的理论基础并提供一定的技术支持,而且还能够对深入了解地基中所发生的渗流和传热过程等问题提供一定的借鉴和参考。
李志远[7]（2019）在《复杂层状地基中的波动传播和地下结构地震响应的研究》文中提出地下轨道交通、地下综合管廊等地下结构在生活和生产中占有重要地位。地下结构一旦发生破坏,对居民生活造成巨大影响,严重威胁居民的生命安全。近年来,多次强震造成地下结构遭受严重破坏,甚至引发严重的次生灾害,如洪灾、内涝、火灾等。因此,准确、高效的地下结构抗震安全性评价既是工程设计人员也是科学研究人员所关心的重要问题。地下结构的地震响应一般可作为地震波散射问题处理,现有文献中地震波散射的计算模型大多假定地基为单相、各向同性、均质介质。实际场地条件要复杂得多,如介质的层状分布、材料的各向异性和地下水等因素。从波动散射问题的研究现状来看,现有的计算模型往往具有一定局限性,或者不适合考虑层状地基,或者对各向异性材料求解困难,或者对含有地下水的饱和介质求解困难等。因此,本文建立了一套地下结构的分析模型,可简便地考虑多种复杂因素,准确地求解复杂层状地基地下结构的地震响应。基于子结构法建立了复杂地基散射问题求解的控制方程,将复杂地基散射问题转化具有规则边界条件层状地基的动力刚度求解和波动响应求解。相较于复杂几何边界条件引起的散射波动求解,规则边界条件地基的辐射问题和波动输入问题的求解要简便得多,而这种转化对于线弹性介质是完全准确的,没引入任何简化,因此当规则边界条件地基的辐射问题和波动输入问题得到高精度解答时,复杂地基散射问题的解答也是高精度的。通过多种算例验证了本文计算模型的正确性,如均质半空间中地下孔洞对SV波和P波的散射。据作者所知,现有文献中层状地基中地下结构地震响应的高精度解很少,尤其横观各向同性层状地基、下部为饱和层状地基上部为单相土层的地基中的地下结构的高精度解几乎没有,因此基于本文的数值模型,进行了数值实验,提供了大量的高精度数值算例。（1）推导了各向同性、横观各向同性层状地基的格林函数,并给出了数值解,进一步得到内部节点的动力刚度。通过Fourier变换,得到了各向同性和横观各向同性介质中频域-波数域的波动方程,引入对偶变量使波动方程降为一阶常微分方程,利用扩展精细积分对土层进行合并,施加荷载并结合边界条件,得到内部节点的格林函数,进而得到动力刚度。基于扩展精细积分法求解了各向同性、横观各向同性层状地基的波动响应。基于以上两部分,结合子结构法,分析了介质的层状分布、椭圆形夹杂和局部褶皱等因素对马蹄孔洞散射作用的影响;讨论了材料的各向异性、地表风化层等因素对复杂衬砌结构波动响应的影响。（2）推导了各向同性、横观各向同性饱和层状地基的格林函数,并数值求解,进一步得到了动力刚度。基于Biot波动理论,得到了以土骨架位移和孔隙流体压力为未知量的基本方程,对水平向进行Fourier变换,将控制方程变换到频域-波数域,引入广义对偶变量对控制方程进行化简,得到一阶状态方程,依据不同的地表排水条件下建立了层间的对偶关系,施加荷载并结合边界条件,得到内部节点的格林函数,最终得到频域-空间域的动力刚度矩阵。通过数值算例验证了解法的精确性,并讨论了地基材料的各向异性对地基动力刚度的影响。（3）提出了单相土层和饱和土层共同存在的复杂层状地基埋置基础的动力刚度计算模型,该计算模型可方便地考虑饱和土层和单相土层交界面不同的排水条件,且不但适用于各向同性介质,同时适用于横观各向同性介质。通过与现有文献中的结果进行比较,验证了方法的准确性,进一步讨论了基础截面形状对刚性条带基础的动力刚度的影响,从本文计算结果来看,基础的埋置形状对摇摆向的动力刚度影响明显,对水平向动力刚度影响较小。（4）基于扩展的精细积分算法,求解了单相土层和饱和土层共同存在的层状地基中的波动响应,结合上一节内部节点的动力刚度,构造了求解这种包含地下水的复杂层状地基地下结构波动响应的计算模型。首先通过分析单周期的波动响应,验证了自由场波动响应求解方法的正确性和合理性,其次采用子结构法分析了自由场的波动响应,验证了子结构模型的正确性,最后分析了地下水对复杂衬砌结构波动响应的影响。
李文达[8]（2019）在《裂缝性地层井壁稳定多场耦合机理研究》文中提出微裂缝发育地层可描述为经典的双重孔隙度-双重渗透率介质。钻井过程中,井壁围岩同时受水力压差,温差和化学势差扰动,其基质和裂缝传热、传质、传流过程异常复杂。传统深部地层多场耦合力学模型偏重长时间效应井壁稳定性分析,忽略双孔双渗地层井壁围岩瞬时钻开动力学响应、局部热非平衡及流-固-热-化耦合效应,在预测裂缝性地层时变性井壁失稳方面存在局限性。基于此,本论文从钻井流体与井壁围岩作用的时序出发,将其分为井眼钻开的瞬时动力学、局部热非平衡及热平衡后流-固-热-化全耦合3种典型状态,建立对应的井壁稳定多场耦合模型,分析裂缝性地层多因素扰动下井壁失稳规律,揭示复杂裂缝性地层井壁失稳机理,为裂缝性地层安全钻井提供基础理论。本论文的具体创新工作如下:1、井眼钻开瞬时的裂缝性地层井壁稳定动力学模型研究明确了井眼钻开瞬时的地层孔隙弹性力学响应机制,建立了双孔双渗介质流固耦合动力学模型,克服以往准静态模型假设应力瞬时平衡而忽略应力波传播速度的有限性的问题,揭示了井眼钻开后的孔隙流体压力响应特征,发现低渗地层比高渗地层更易发生井壁失稳,且毫秒级别的钻开时间对井壁稳定也影响显着。2、基于局部热非平衡的裂缝性地层井壁稳定力学模型研究明确了钻开初期深部地层孔隙（热）弹性响应力学机制,使用了考虑局部热非平衡的流固热耦合模型,不同于以往模型假设骨架和流体温度瞬时达到平衡,发现钻开初期阶段由于骨架和流体传热系数差异和换热不足,可能出现裂缝流体与骨架-孔隙流体温度不一致现象,同时建立了相应换热系数计算方法,为准确预测地层温度场和井周应力场提供理论基础。3、流-固-热-化多场耦合裂缝性地层井壁稳定力学模型明确了热平衡后力-化-热-固多场耦合的地层孔隙弹性力学响应机制,首次构建了双孔双渗地层流固热化耦合井壁稳定模型,克服以往模型只考虑温度或化学等单因素的工况,系统研究了温度、化学、水力和应力多因素协同作用下的地层内井周应力场,分析钻井液溶质浓度、温度、液柱压力对井壁稳定的影响规律,建立了多因素扰动下双孔双渗地层井壁稳定预测模型。
邱华瑞[9]（2019）在《轮胎荷载作用下横观各向同性沥青路面动力响应分析》文中提出我国推行的沥青路面设计规范采用双圆均布静态竖向荷载来假设为路面上的行驶荷载,无法模拟具有非均布特征的车辆荷载和反映其对路面造成的影响。而整个公路材料由于其原料的组成、结构的比例构造等原因,使得公路材料具有明显的各向异性,且在荷载作用下的路面结构各区域、不同深度范围的动力响应都是有区别的。作为一种特定的各向异性表征,横观各向同性能保证较高效率且准确可行的运算方法并且可以更好的表征出路面结构行为差异。本文运用有限元数值分析的方法,主要从以下几个方面研究:（1）基于ABAQUS模拟子午线轮胎有限元模型,通过模拟子午线轮胎在竖向负荷及充气情况下与刚体路面间的作用历程,研究了轮胎-路面接触区在静态情况下的响应分布。然后在上述的前提下,模拟子午线轮胎动态转动的三种不同工况,较体系的分析研究了每个工况下轮胎-路面之间各向接触力学性能的分布规律,以及不同影响因素的改变对轮胎-路面的作用性能影响趋势和程度。（2）建立横观各向同性路面结构三维有限元模型,研究了自由滚动时非均布移动轮胎荷载作用下横观各向同性面层沥青路面结构动力响应的空间分布和时程分布影响规律。分析不同横观各向同性系数对公路动力响应性能的影响,发现目前的公路规范在指标上考虑得偏危险。（3）对比研究制动工况与自由滚动工况下路面结构内部各个层间关键点的动力响应。分析两种典型工况下路面各层的应力、应变及弯沉的动力响应情况差别,发现制动工况对路面面层水平向的动力响应有着显着影响。
周慧明[10]（2018）在《桩基础与层状横观各向同性饱和地基的动力相互作用》文中研究表明由于天然土是经过长期沉积而形成,因此其往往呈层状,且其水平方向和竖直方向的力学特性往往存在一定差异。由于我国东部沿海地区地下水位较高,因此,将土体看成横观各向同性饱和介质具有一定的工程实际意义。鉴于此,本文根据轴对称条件下横观各向同性饱和土（TISS）的Biot波动方程,研究了竖向简谐荷载作用下,横观各向同性层状饱和土以及埋置于横观各向同性饱和土中单桩的动力响应。本文研究主要内容如下:（1）基于Biot波动理论,建立了轴对称情形下横观各向同性层状饱和土动力问题的反射透射矩阵（RTM）方法,并根据所建立的RTM方法得到了横观各向同性层状饱和土在竖向简谐荷载作用下的基本解。首先,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。根据该通解得到了状态向量和波向量的传递矩阵及它们之间的转换矩阵,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以及状态向量与波向量之间的转换矩阵,并结合层状饱和土的边界条件和层间连续性条件,得出了垂直简谐荷载作用下横观各向同性层状饱和土在变换域内的动力响应。对变换域内的解进行Hankel逆变换,得出了横观各向同性层状饱和土在频域内的动力响应。（2）基于横观各向同性层状饱和土在轴对称竖向简谐荷载作用下的基本解,建立了求解埋置于横观各向同性层状饱和土中单桩动力问题的第二类Fredholm积分方程方法。首先,根据Muki虚拟桩方法,将横观各向同性层状饱和土和单桩系统分解为横观各向同性层状饱和土和一根虚拟桩,然后以横观各向同性半空间饱和土原桩身处的竖向应变与对应位置处的虚拟桩应变相等作为变形协调条件,以虚拟桩的轴力和虚拟桩顶的位移作为未知量,建立了横观各向同性层状饱和土中单桩动力问题的第二类Fredholm积分方程。求解该积分方程得到虚拟桩的轴力和虚拟桩顶的位移,进而可得到轴对称简谐荷载作用下真实桩身的轴力及桩周孔压等物理量。（3）基于所建立了的横观各向同性层状饱和土动力问题的RTM方法,对横观各向同性层状饱和土在轴对称简谐荷载作用下的动力问题进行了数值求解。首先,将通过RTM方法所得的解和已知解的对比,验证了本文RTM方法的正确性。然后通过数值模拟分析了竖向简谐荷载作用下影响土体动力响应的因素。数值结果表明:土体弹性模量的变化对土体动力响应有显着影响,弹性模是越大,土体动力响应越小,弹性模量越小,土体动力响应越大,但土层的渗透系数的变化对土体的动力响应影响较小;土体横观各向同性性质对土体动力响应有很大影响;此外,土体的动力响应呈明显的频率倚赖特征。（4）基于建立的桩土相互作用的第二类Fredholm积分方程方法,对埋置于层状横观各向同性半空间饱和土中的单桩动力响应进行数值求解。首先,将积分方程方法求得的解与已知解进行对比,验证了本文方法的正确性。然后通过数值模拟,分析简谐荷载作用下影响桩身动力响应的因素。数值结果表明:当存在硬质地层或硬夹层时,桩顶阻抗较大,桩身轴力和桩周孔压较大,当存在软质地层或软夹层时,桩顶阻抗明显减小,桩身轴力和桩周孔压也较小;桩身长度及刚度对桩顶阻抗影响较大,桩身越长或桩身刚度越大,桩顶阻抗越大,桩身越短或桩身刚度越小,桩身阻抗越小;土体横观各向同性的性质对桩的动力响应也有较大影响。
二、横观各向同性饱和弹性多孔介质非轴对称动力响应（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、横观各向同性饱和弹性多孔介质非轴对称动力响应（论文提纲范文）
（1）海水-TI饱和海床动力Green函数及海上桩承风机地震响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与选题意义 |
| 1.2 饱和多孔弹性介质动力响应的研究现状 |
| 1.3 横观各向同性地基动力响应的研究现状 |
| 1.4 流体声源-饱和多孔介质耦合动力响应研究现状 |
| 1.5 海上桩承风机地震响应研究现状 |
| 1.5.1 桩基础地震响应研究现状 |
| 1.5.2 水下结构动水效应研究现状 |
| 1.5.3 海上风机地震响应研究现状 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第二章 表面荷载作用下海水-海床中动力Green函数研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算模型 |
| 2.3 控制方程 |
| 2.3.1 流体控制方程 |
| 2.3.2 海床土控制方程 |
| 2.4 方程的求解 |
| 2.4.1 横观各向同性饱和海床土动力响应 |
| 2.4.2 海水动力响应 |
| 2.5 Green函数的确定 |
| 2.5.1 边界条件 |
| 2.5.2 三种不同的荷载作用形式 |
| 2.5.3 不同荷载形式的Green函数 |
| 2.6 算例分析 |
| 2.6.1 解的退化与验证 |
| 2.6.2 竖向圆盘荷载作用下参数影响分析 |
| 2.6.3 竖向环形荷载/点荷载作用下参数影响分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 点声源脉冲作用下海水时域响应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型 |
| 3.3 海水控制方程 |
| 3.4 方程的求解 |
| 3.4.1 海水控制方程的求解 |
| 3.4.2 有限深海水动力响应 |
| 3.4.3 半空间海水动力响应 |
| 3.4.4 全空间海水动力响应 |
| 3.4.5 水底柔性反射边界下海水动力响应 |
| 3.4.6 波场特征分析 |
| 3.5 算例分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 横观各向同性海床土中斜群桩支承风机地震响应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高承台斜群桩支承海上风机模型的建立 |
| 4.2.1 风机模型建立 |
| 4.2.2 海床土材料本构模型 |
| 4.2.3 海水层动水压力模拟 |
| 4.2.4 地震波施加及阻尼设置 |
| 4.3 群桩基础内力包络图及叶片位移时程 |
| 4.4 海床土各向异性程度影响分析 |
| 4.4.1 弹性模量比的影响 |
| 4.4.2 剪切模量比的影响 |
| 4.5 群桩影响因素分析 |
| 4.5.1 斜桩倾斜度的影响 |
| 4.5.2 桩径的影响 |
| 4.6 近断层脉冲效应对风机地震响应的影响 |
| 4.6.1 近断层脉冲型地震波的选取 |
| 4.6.2 近断层脉冲型地震波作用下风机地震响应 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（2）非饱和沥青路面结构响应解析求解及数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 非饱和多孔介质理论 |
| 1.2.2 沥青路面渗流场研究 |
| 1.2.3 反射-透射矩阵法 |
| 1.3 论文主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 非饱和沥青路面力学模型及一般解 |
| 2.1 力学模型及基本假设 |
| 2.2 基本方程及拉梅方程 |
| 2.2.1 固体平衡方程 |
| 2.2.2 物理方程 |
| 2.2.3 几何方程 |
| 2.2.4 流体平衡方程 |
| 2.2.5 渗流连续方程 |
| 2.2.6 有效应力原理 |
| 2.2.7 拉梅方程 |
| 2.3 单层体系一般解推导 |
| 2.4 弹性半空间体一般解 |
| 2.4.1 边界条件 |
| 2.4.2 荷载模型 |
| 2.4.3 精确解求解 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 多层非饱和沥青路面弹性体系求解 |
| 3.1 传递矩阵推导 |
| 3.2 基于反射-透射矩阵法的多层非饱和弹性体系求解 |
| 3.3 表面状态向量的求解 |
| 3.4 数值积分的实现 |
| 3.4.1 高斯积分法 |
| 3.4.2 Durbin法 |
| 3.5 模型的退化与验证 |
| 3.5.1 动荷载作用下饱和弹性体系求解 |
| 3.5.2 多层非饱和沥青路面计算程序流程 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 沥青混合料多向渗透系数测试 |
| 4.1 新型沥青混合料多向渗透系数测定装置 |
| 4.2 中空马歇尔试件的制备及预处理 |
| 4.3 渗透系数测试及影响因素分析 |
| 4.3.1 多向渗透系数计算公式推导 |
| 4.3.2 试验结果及影响因素分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 非饱和沥青路面数值模拟 |
| 5.1 非饱和状态沥青路面动力响应分析 |
| 5.1.1 有限元模型的建立 |
| 5.1.2 竖向应力 |
| 5.1.3 水平应变 |
| 5.1.4 竖向位移 |
| 5.1.5 孔隙水压力 |
| 5.1.6 流速 |
| 5.2 渗透系数对路面动力响应作用机理探究 |
| 5.2.1 移动荷载饱水模型的建立 |
| 5.2.2 时程变化 |
| 5.2.3 空间分布 |
| 5.3 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（3）复杂海洋环境下刚性圆板竖向振动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与选题意义 |
| 1.2 单相土地基表面基础振动研究现状 |
| 1.2.1 弹性半空间表面基础振动 |
| 1.2.2 横观各向同性地基表面基础振动 |
| 1.2.3 层状地基表面基础的振动 |
| 1.3 饱和地基表面基础振动研究现状 |
| 1.3.1 均质饱和地基表面基础振动 |
| 1.3.2 横观各向同性饱和地基表面基础振动 |
| 1.3.3 层状饱和地基表面基础振动 |
| 1.4 流-固耦合作用研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 横观各向同性海床表面刚性圆盘基础的竖向振动特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算模型及假定 |
| 2.3 基本方程 |
| 2.3.1 流体控制方程 |
| 2.3.2 海床控制方程 |
| 2.4 圆盘基础竖向振动 |
| 2.4.1 边界条件 |
| 2.4.2 不透水圆盘基础 |
| 2.4.3 透水圆盘基础 |
| 2.5 算例分析 |
| 2.5.1 退化验证 |
| 2.5.2 参数分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 下卧基岩饱和海床表面刚性圆盘基础的竖向振动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型 |
| 3.3 基本方程 |
| 3.3.1 流体控制方程 |
| 3.3.2 海床控制方程 |
| 3.4 圆盘基础的竖向振动 |
| 3.4.1 不透水圆盘基础 |
| 3.4.2 透水圆盘基础 |
| 3.5 算例分析 |
| 3.5.1 退化验证 |
| 3.5.2 参数分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 主要结论 |
| 4.2 主要创新点 |
| 4.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）车辆动载、水、温度耦合作用的沥青路面响应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1. 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 层状体理论的发展和主要求解方法 |
| 1.2.2 路面结构动力响应问题的国内外研究 |
| 1.2.3 沥青路面温度问题的国内外研究 |
| 1.2.4 沥青路面孔隙水问题的国内外研究 |
| 1.2.5 热流固三场耦合理论的提出与发展 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2. 基于正交向量函数系的弹性层状路面问题求解方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 沥青路面的层状半空间理论模型 |
| 2.2.1 模型的假设与描述 |
| 2.2.2 基本控制方程 |
| 2.2.3 边界和层间结合条件 |
| 2.3 基于正交向量函数系的DVP方法 |
| 2.3.1 导入正交向量函数系 |
| 2.3.2 控制方程的一般解 |
| 2.3.3 层状体问题的层间传递关系 |
| 2.3.4 边界与层间界面条件的求解 |
| 2.4 算例与分析 |
| 2.4.1 验证算例 |
| 2.4.2 不同界面系数的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3. 移动荷载作用下沥青路面结构响应问题的求解与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 移动荷载作用下的层状沥青路面问题 |
| 3.2.1 问题的模型 |
| 3.2.2 模型的控制方程 |
| 3.2.3 边界条件与层间界面条件 |
| 3.3 路面问题的求解 |
| 3.3.1 正交向量函数系的引入 |
| 3.3.2 移动荷载问题的解析解 |
| 3.4 算例与分析 |
| 3.4.1 结果对比与讨论 |
| 3.4.2 荷载移动速度的影响 |
| 3.4.3 层间滑动界面的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4. 移动荷载作用下沥青路面孔隙水问题的求解与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 饱和多孔介质理论 |
| 4.2.1 有效应力原理 |
| 4.2.2 质量守恒定律 |
| 4.2.3 Darcy定律 |
| 4.2.4 运动平衡方程 |
| 4.3 移动荷载作用下饱和层状路面模型 |
| 4.3.1 路面模型的基本控制方程 |
| 4.3.2 边界条件与层间条件 |
| 4.4 移动荷载作用下沥青路面孔隙水问题的求解 |
| 4.4.1 正交向量函数系的导入 |
| 4.4.2 移动荷载作用下沥青路面孔隙水问题的解析解 |
| 4.5 算例与分析 |
| 4.5.1 路面渗透性的影响分析 |
| 4.5.2 荷载移动速度的影响分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5. 温-水-车耦合作用下沥青路面问题的求解与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热流固耦合场理论模型 |
| 5.2.1 考虑热流固效应的本构关系 |
| 5.2.2 热流固耦合的广义Darcy定律和流体平衡方程 |
| 5.2.3 热流固耦合的广义Fourier定律和能量守恒方程 |
| 5.3 温-水-车耦合作用下沥青路面模型的建立与求解 |
| 5.3.1 路面模型的假设和控制方程 |
| 5.3.2 路面模型的边界与层间条件 |
| 5.3.3 温-水-车耦合作用下沥青路面问题的求解 |
| 5.4 算例与分析 |
| 5.4.1 不同场理论路面结构模型计算结果的对比 |
| 5.4.2 荷载移动速度的影响 |
| 5.4.3 层间滑动界面的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6. 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）土-衬砌系统的热（水）力耦合动力响应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 饱和土中衬砌隧道的动力响应研究 |
| 1.2.2 单相介质及结构的热力耦合响应研究 |
| 1.2.3 饱和土中结构热水力耦合模型及动力响应研究 |
| 1.2.4 衬砌及围岩或土材料的温度试验研究 |
| 1.3 本论文的主要研究内容及创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第2章 热力耦合作用下单相土-衬砌系统的动力响应 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程及求解 |
| 2.3 非连续边界条件及求解 |
| 2.4 数值结果及讨论 |
| 2.4.1 对比分析 |
| 2.4.2 无量纲热阻的影响 |
| 2.4.3 弹性波阻抗比的影响 |
| 2.4.4 衬砌与土热传导系数比的影响 |
| 2.4.5 衬砌与土比热比的影响 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 深埋圆形隧道衬砌-土系统的热扩散效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数学模型与基本假定 |
| 3.3 土体控制方程求解 |
| 3.4 衬砌控制方程求解 |
| 3.5 边界条件 |
| 3.6 问题的理论退化解 |
| 3.6.1 未考虑扩散效应的问题解答 |
| 3.6.2 无衬砌问题解答 |
| 3.6.3 与已有文献的计算结果对比 |
| 3.7 数值结果分析 |
| 3.7.1 对比分析 |
| 3.7.2 参数分析 |
| 3.8 小结 |
| 第4章 饱和土-圆形衬砌系统的热水力耦合动力响应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数学模型 |
| 4.3 饱和土控制方程及求解 |
| 4.4 衬砌控制方程及求解 |
| 4.5 数值结果及讨论 |
| 4.5.1 对比分析 |
| 4.5.2 分数阶参数对响应的影响 |
| 4.5.3 温度和位移沿半径方向的分布规律 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 热水压力作用下饱和土中半封闭圆形隧道的热-水-力耦合响应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数学模型 |
| 5.3 饱和土的热-水-力耦合响应 |
| 5.4 边界条件及求解 |
| 5.5 问题的退化解 |
| 5.5.1 内水压力的分布情况q(t) |
| 5.5.2 隧道边界的透水或不透水情况 |
| 5.6 图形分析与讨论 |
| 5.6.1 应力系数τ的影响 |
| 5.6.2 相对渗透系数k_(sl)的影响 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 变温荷载作用下岩土(衬砌)材料的变形及热物性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 研究方法 |
| 6.2.1 试件制作 |
| 6.2.2 数字图像相关法介绍 |
| 6.2.3 热变形测试系统 |
| 6.3 试验过程 |
| 6.4 结果分析 |
| 6.4.1 混凝土热变形特征 |
| 6.4.2 花岗岩热变形特征 |
| 6.4.3 粘土热变形特征 |
| 6.4.4 衬砌-岩土材料热膨胀系数 |
| 6.5 数值模拟 |
| 6.5.1 COMSOL MULTI-PHYSICS简介 |
| 6.5.2 计算模型 |
| 6.5.3 模拟过程 |
| 6.5.4 模拟结果分析 |
| 6.6 小结 |
| 第7章 温度相关物性对饱和土中衬砌结构热水力耦合响应的影响 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 土体控制方程及求解 |
| 7.2.1 土体控制方程 |
| 7.2.2 控制方程求解 |
| 7.3 衬砌控制方程及求解 |
| 7.4 边界条件 |
| 7.5 数值结果与讨论 |
| 7.5.1 热弹性模型情况 |
| 7.5.2 无衬砌结构情况 |
| 7.5.3 热传导变化系数的影响 |
| 7.5.4 界面的刚度和阻尼的影响 |
| 7.5.5 界面的弹性波阻抗比的影响 |
| 7.6 小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 作者在攻读博士学位期间所做的项目 |
| 作者在攻读博士学位期间所写的教材 |
| 作者在攻读博士学位期间所写的专利 |
| 作者在攻读博士学位期间所获得的学术奖项 |
| 致谢 |
（6）饱和多孔地基广义热-水-力耦合问题动力响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 土力学发展现状 |
| 1.2.2 应力场、渗流场、温度场间两场耦合研究现状 |
| 1.2.3 应力场、渗流场、温度场三场间耦合研究现状 |
| 1.2.4 各向异性多孔介质多场耦合研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究方法、内容及创新点 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 本文主要的研究内容 |
| 1.4.3 研究技术路线 |
| 1.4.4 创新点 |
| 第2章 各向同性/异性饱和多孔介质耦合理论及动力响应模型 |
| 2.1 多孔介质的简介 |
| 2.2 多孔介质研究中常用的定律 |
| 2.2.1 胡克定律 |
| 2.2.2 Fourier定律 |
| 2.2.3 牛顿粘性定律 |
| 2.2.4 Darcy定律 |
| 2.3 热弹性理论 |
| 2.3.1 广义热弹性理论 |
| 2.3.2 Ezzat型分数阶双相滞后热弹性理论 |
| 2.4 各向同性饱和多孔弹性、粘弹性地基动力响应模型 |
| 2.4.1 饱和多孔弹性介质的基本控制方程 |
| 2.4.2 饱和多孔Kelvin-Voigt粘弹模型的基本控制方程 |
| 2.5 分数阶广义热弹性理论下各向异性饱和多孔弹性地基动力响应模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 考虑热-水-力耦合效应的饱和多孔弹性地基动力响应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多孔弹性地基多场耦合问题基本方程 |
| 3.3 二维多场耦合问题的正则模态分析 |
| 3.4 数值算例分析 |
| 3.4.1 解析法和数值法验证 |
| 3.4.2 力源作用时地基响应特性分析 |
| 3.4.3 热源作用时地基响应特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 各向同性饱和多孔粘弹性地基的热-水-力耦合动力响应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题的基本控制方程 |
| 4.3 问题的正则模态分析 |
| 4.4 问题的数值算例分析 |
| 4.4.1 解析法和数值法验证 |
| 4.4.2 力源作用时地基响应特性分析 |
| 4.4.3 热源作用时地基响应特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 考虑分数阶系数作用的各向同性/异性饱和多孔地基热-水-力耦合动力响应分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 考虑分数阶系数作用的饱和多孔地基多场耦合动力分析 |
| 5.2.1 基本控制方程 |
| 5.2.2 多场耦合问题的正则模态分析 |
| 5.2.3 数值算例及讨论 |
| 5.3 结合分数阶系数考虑热传导系数各向异性弹性地基热-水-力耦合动力响应 |
| 5.3.1 基本控制方程 |
| 5.3.2 问题的正则模态分析 |
| 5.3.3 数值算例及讨论 |
| 5.4 基于分数阶热传导理论考虑渗透系数各向异性饱和多孔弹性地基热-水-力耦合动力响应 |
| 5.4.1 基本控制方程 |
| 5.4.2 问题的正则模态分析 |
| 5.4.3 数值算例及讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录A |
| 附录B1 |
| 附录B2 |
| 附录B3 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）复杂层状地基中的波动传播和地下结构地震响应的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题提出与研究意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 地震波散射问题的算法综述 |
| 1.2.2 单相介质地震波散射研究 |
| 1.2.3 饱和介质动力相互作用研究 |
| 1.2.4 饱和介质地震波散射研究 |
| 1.3 本文主要研究思路 |
| 2 各向同性层状地基中马蹄形孔洞的散射分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 地下结构地震响应分析的基本模型 |
| 2.3 层状地基的动力刚度 |
| 2.3.0 基本方程 |
| 2.3.1 边界条件 |
| 2.3.2 精细积分算法 |
| 2.3.3 内部点格林函数 |
| 2.3.4 动力刚度 |
| 2.4 自由场的波动响应 |
| 2.5 验证性数值算例 |
| 2.5.1 单元尺寸敏感性分析 |
| 2.5.2 圆柱形孔洞对SV波的散射 |
| 2.5.3 浅埋管道的波动响应 |
| 2.5.4 沉积河谷对平面波的散射 |
| 2.6 马蹄形孔洞的散射场分析 |
| 2.6.1 层间阻抗比的影响 |
| 2.6.2 埋置深度的影响 |
| 2.6.3 土层厚度的影响 |
| 2.6.4 椭圆形夹杂的影响 |
| 2.6.5 褶皱场地的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 横观各向同性层状地基中复杂衬砌的地震响应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 层状地基的动力刚度 |
| 3.3 自由场的波动响应 |
| 3.4 验证性数值算例 |
| 3.4.1 横观各向同性地基的格林函数 |
| 3.4.2 层状地基中埋置冲击荷载的时程响应 |
| 3.4.3 浅埋隧洞的动应力集中系数 |
| 3.4.5 层状地基中椭圆形沉积河谷的散射场 |
| 3.5 横观各向同性层状地基中复杂衬砌结构的地震响应 |
| 3.5.1 各向异性对复杂衬砌结构动力响应的影响 |
| 3.5.2 地表风化层对复杂衬砌结构动力响应的影响 |
| 3.5.3 复杂衬砌形式对动力响应的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 各向同性饱和层状地基的动力响应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 状态空间方程 |
| 4.3 应力-位移关系求解 |
| 4.3.1 边界条件 |
| 4.3.2 精细积分算法 |
| 4.3.3 内部点的格林函数 |
| 4.3.4 动力刚度 |
| 4.4 数值算例 |
| 4.4.1 饱和均质半空间中均布埋置荷载的动力响应 |
| 4.4.2 饱和均质半空间地表刚性基础的动力刚度 |
| 4.4.3 饱和成层半空间地表刚性基础的动力刚度 |
| 4.4.4 孔隙率对饱和层状地基动力刚度的影响 |
| 4.4.5 耗散系数对饱和层状地基动力刚度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 横观各向同性饱和层状地基的动力响应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基本方程 |
| 5.3 应力-位移关系求解 |
| 5.3.1 精细积分算法 |
| 5.3.2 波数域中的格林函数 |
| 5.3.3 频域-空间域中的格林函数 |
| 5.4 数值算例 |
| 5.4.1 饱和层状地基均布埋置荷载的位移响应 |
| 5.4.2 横观各向同性层状地基地表荷载的位移响应 |
| 5.4.3 横观各向同性饱和均质地基埋置荷载的动力响应 |
| 5.4.4 各向异性对条带基础动力刚度的影响 |
| 5.4.5 排水条件对条带基础动力刚度的影响 |
| 5.4.6 土层厚度对条带基础动力刚度的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 下卧饱和土层单相层状地基中埋置基础的动力刚度 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 埋置基础的动力刚度 |
| 6.2.1 弹性土层和饱和土层的合并 |
| 6.2.2 埋置基础的动力刚度 |
| 6.3 数值算例 |
| 6.3.1 均质半空间中矩形条带基础的动力刚度 |
| 6.3.2 基础埋深对矩形基础动力刚度的影响 |
| 6.3.3 孔隙流体对矩形基础动力刚度的影响 |
| 6.3.4 Biot压缩性系数α的影响分析 |
| 6.3.5 Biot压缩性系数M的影响分析 |
| 6.3.6 截面形状对埋置基础动力刚度的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 下卧饱和土层单相层状地基中复杂衬砌结构的地震响应 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 下卧饱和层状半空间弹性土层中的波动响应 |
| 7.2.1 基本方程 |
| 7.2.2 饱和层状地基中波动传播 |
| 7.2.3 单相土层和饱和土层交界面处的波动传播 |
| 7.2.4 下卧饱和层状半空间单相土层中的波动响应 |
| 7.3 数值算例 |
| 7.3.1 SV波入射时地表时程响应 |
| 7.3.2 子结构法求解自由场的波动响应 |
| 7.3.3 复杂衬砌结构的地震响应 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 创新点摘要 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）裂缝性地层井壁稳定多场耦合机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 双孔双渗介质多场耦合理论 |
| 1.2.2 双孔双渗介质流-固耦合动力学井壁稳定模型 |
| 1.2.3 双孔双渗介质流固热耦合井壁稳定模型 |
| 1.2.4 双孔双渗流固热化耦合井壁稳定模型 |
| 1.3 本文研究内容与研究方法 |
| 第2章 井眼钻开瞬时的裂缝性地层孔隙弹性动力学模型研究 |
| 2.1 双孔双渗介质本构模型的等价性 |
| 2.1.1 双孔双渗介质本构模型 |
| 2.1.2 模型对比 |
| 2.2 各向同性双孔双渗介质流固耦合动力学模型 |
| 2.2.1 双孔双渗介质本构方程 |
| 2.2.2 动态平衡方程 |
| 2.2.3 控制方程 |
| 2.3 解耦与解析解 |
| 2.3.1 边界条件 |
| 2.3.2 解耦 |
| 2.3.3 轴对称模式1+2解 |
| 2.3.4 非对称载荷模式3 |
| 2.3.5 总应力解 |
| 2.4 算例分析 |
| 2.4.1 模型验证 |
| 2.4.2 孔隙弹性动力学与准静态模型结果对比 |
| 2.4.3 钻开时间对孔隙弹性响应的影响 |
| 2.4.4 讨论 |
| 2.5 井壁稳定分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于局部热非平衡的流固热耦合井壁稳定力学模型研究 |
| 3.1 模型 |
| 3.1.1 考虑LTNE假设双孔双渗介质流固热耦合模型 |
| 3.1.2 LTNE和LTE模型对比 |
| 3.2 边界条件 |
| 3.3 解析解 |
| 3.3.1 模式1解:轴对称载荷 |
| 3.3.2 模式2解:非轴对称载荷 |
| 3.3.3 总应力场 |
| 3.4 算例分析 |
| 3.4.1 模型验证 |
| 3.4.2 热交换系数确定方法 |
| 3.4.3 模式1孔隙热弹性响应 |
| 3.4.4 模式2孔隙热弹性响应 |
| 3.4.5 井壁稳定分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 裂缝性地层流固热化耦合井壁稳定力学模型研究 |
| 4.1 双孔双渗介质流固热化耦合模型 |
| 4.1.1 本构方程 |
| 4.1.2 耦合输运方程 |
| 4.1.3 平衡方程 |
| 4.1.4 控制方程 |
| 4.2 三维斜井井壁稳定问题 |
| 4.3 解析解 |
| 4.4 算例分析 |
| 4.4.1 模型结果验证 |
| 4.4.2 多场耦合作用下的流体压力、温度和应力场对比 |
| 4.4.3 膜效率、裂缝间距对应力场的影响规律 |
| 4.4.4 井壁稳定分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 现场实例分析 |
| 5.1 井壁失稳分析方法 |
| 5.1.1 双孔双渗介质有效应力定义的讨论 |
| 5.1.2 双孔双渗介质井壁失稳风险指数 |
| 5.2 现场实例 |
| 5.3 裂缝性地层井壁失稳影响规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 附录A 流固耦合孔隙弹性动力学解 |
| 附录B 流固热耦合模型解 |
| 附录C 流固热化耦合模型解 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文 |
| 学位论文数据集 |
（9）轮胎荷载作用下横观各向同性沥青路面动力响应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轮胎相关的数值模拟 |
| 1.2.2 横观各向同性路面的研究 |
| 1.3 本文研究目标及内容 |
| 2 基于有限元理论的轮胎力学建模 |
| 2.1 轮胎的基本结构组成 |
| 2.2 轮胎有限元分析的非线性理论 |
| 2.2.1 材料非线性有限元分析 |
| 2.2.2 几何非线性有限元分析 |
| 2.2.3 接触非线性有限元分析 |
| 2.3 轮胎有限元模型的建立 |
| 2.3.1 橡胶材料 |
| 2.3.2 帘线层和带束层材料 |
| 2.3.3 材料参数 |
| 2.3.4 单元类型 |
| 2.3.5 轮胎有限元的生成 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 轮胎接地力学性能的有限元分析 |
| 3.1 轮胎有限元模型的滚动理论 |
| 3.1.1 轮胎-路面的接触问题概述 |
| 3.1.2 轮胎有限元模型的自由滚动 |
| 3.2 静态条件下的接地力学性能分析 |
| 3.2.1 标准胎压状态下的接地力学性能分析 |
| 3.2.2 低胎压状态下的接地力学性能分析 |
| 3.2.3 高胎压状态下的接地力学性能分析 |
| 3.3 滚动条件下的接地力学性能分析 |
| 3.3.1 三种工况下的接地力学性能分析 |
| 3.3.2 各参数影响下的接地力学性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 横观各向同性沥青路面结构动力响应分析 |
| 4.1 横观各向同性路面有限元模型的建立 |
| 4.2 轮胎荷载的建立 |
| 4.3 自由滚动工况下路面仿真结果与分析 |
| 4.3.1 路面动力响应空间分布分析 |
| 4.3.2 路面动力响应时程分布分析 |
| 4.3.3 速度参数影响下的路面动力响应分析 |
| 4.4 制动工况下路面仿真结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）桩基础与层状横观各向同性饱和地基的动力相互作用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文研究背景及意义 |
| 1.2 横观各向同性饱和土动力问题研究综述 |
| 1.3 桩土相互作用问题研究综述 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 1.4.1 本文组成结构如下 |
| 1.4.2 本文的研究的主要创新点 |
| 第二章 基本数学理论 |
| 2.1 Fourier变换 |
| 2.2 Hankel变换及其逆变换 |
| 2.3 第二类Fredholm积分方程数值求解 |
| 2.4 常微分方程组的求解方法 |
| 第三章 横观各向同性层状饱和土动力问题的反射透射矩阵方法 |
| 3.1 轴对称情形横观各向同性饱和土的控制方程及通解 |
| 3.1.1 横观各向同性饱和土的控制方程 |
| 3.1.2 横观各向同性饱和土的控制方程的通解 |
| 3.2 横观各向同性饱和土的RTM方法的建立 |
| 3.2.1 状态向量和波向量的传递矩阵 |
| 3.2.2 横观各向同性层状饱和土的反射透射矩阵表达式 |
| 3.2.3 横观各向同性层状饱和土反射透射矩阵方法建立过程阐述 |
| 3.2.4 轴对称外力作用下横观各向同性层状饱和土(TISS)的解 |
| 3.3 小结 |
| 附录 |
| 第四章 桩顶受简谐荷载作用下横观各向同性层状饱和土中单桩动力响应 |
| 4.1 横观各向同性层状饱和土中单桩受垂直简谐荷载的简化计算模型 |
| 4.2 垂直荷载作用下横观各向同性饱和土-单桩的第二类Fredholm积分方程 |
| 4.3 桩身动力响应的求解 |
| 4.3.1 桩基础轴力表达式的推导 |
| 4.3.2 桩基础其他动力响应表达式的推导(以位移为例) |
| 4.4 小结 |
| 第五章 RTM方法数值计算及算例分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值验证 |
| 5.3 算例分析 |
| 5.3.1 模量非均匀对横观各向同性层状饱和土动力响应的影响 |
| 5.3.2 渗透系数非均匀对横观各向同性层状饱和土动力响应的影响 |
| 5.3.3 横观各向同性的性质对横观各向同性层状饱和土动力响应的影响 |
| 5.3.4 竖向简谐荷载作用下沿径向和竖向的动力响应变化规律 |
| 5.3.5 下卧半空间弹性模量的变化对横观各向同性层状饱和土动力响应的影响 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 动荷载下桩的数值计算及算例分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 数值验证 |
| 6.3 算例分析 |
| 6.3.1 下卧半空间弹性模量的变化对桩身动力响应的影响分析 |
| 6.3.2 模量非均匀对桩身动力响应的影响分析 |
| 6.3.3 水平与竖向弹性模量比值的变化对桩身动力响应的的影响分析 |
| 6.3.4 模量非均匀对桩顶阻抗的影响分析 |
| 6.3.5 桩身长度的变化对桩顶阻抗的影响分析 |
| 6.3.6 桩身刚度的变化对桩顶阻抗的影响分析 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文研究总结 |
| 7.2 待研究方向展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读硕士期间已录用的论文 |
四、横观各向同性饱和弹性多孔介质非轴对称动力响应（论文参考文献）
- [1]海水-TI饱和海床动力Green函数及海上桩承风机地震响应研究[D]. 赵仓龙. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]非饱和沥青路面结构响应解析求解及数值模拟[D]. 隋鑫. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]复杂海洋环境下刚性圆板竖向振动特性研究[D]. 李子阳. 太原理工大学, 2020(07)
- [4]车辆动载、水、温度耦合作用的沥青路面响应分析[D]. 刘衡. 大连理工大学, 2020(07)
- [5]土-衬砌系统的热（水）力耦合动力响应[D]. 闻敏杰. 上海大学, 2020(02)
- [6]饱和多孔地基广义热-水-力耦合问题动力响应研究[D]. 郭颖. 天津大学, 2019(01)
- [7]复杂层状地基中的波动传播和地下结构地震响应的研究[D]. 李志远. 大连理工大学, 2019(01)
- [8]裂缝性地层井壁稳定多场耦合机理研究[D]. 李文达. 中国石油大学(北京), 2019(01)
- [9]轮胎荷载作用下横观各向同性沥青路面动力响应分析[D]. 邱华瑞. 西安建筑科技大学, 2019(06)
- [10]桩基础与层状横观各向同性饱和地基的动力相互作用[D]. 周慧明. 江苏大学, 2018(12)