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含液饱和多孔二维梁的动力特性分析

周凤玺 马强 宋瑞霞

周凤玺, 马强, 宋瑞霞. 含液饱和多孔二维梁的动力特性分析[J]. 工程力学, 2015, 32(5): 198-207. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0077
引用本文: 周凤玺, 马强, 宋瑞霞. 含液饱和多孔二维梁的动力特性分析[J]. 工程力学, 2015, 32(5): 198-207. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0077
ZHOU Feng-xi, MA Qiang, SONG Rui-xia. DYNAMIC RESPONSE ANALYSIS OF A TWO DIMENSIONAL FLUID-SATURATED POROUS BEAM[J]. Engineering Mechanics, 2015, 32(5): 198-207. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0077
Citation: ZHOU Feng-xi, MA Qiang, SONG Rui-xia. DYNAMIC RESPONSE ANALYSIS OF A TWO DIMENSIONAL FLUID-SATURATED POROUS BEAM[J]. Engineering Mechanics, 2015, 32(5): 198-207. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0077

含液饱和多孔二维梁的动力特性分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0077
基金项目: 国家自然科学基金项目(11162008,51368038); 甘肃省环保厅科研项目(GSEP-2014-23); 甘肃省教育厅研究生导师基金项目(1103-07)
详细信息
    作者简介:

    马 强(1990―),男,甘肃通渭人,硕士生,主要从事岩土力学方面研究(E-mail: maqiang0104@163.com);宋瑞霞(1988―),女,甘肃静宁人,硕士生,主要从事岩土力学方面研究(E-mail: 1023163192@qq.com).

    通讯作者: 周凤玺(1979―),男,甘肃会宁人,副教授,博士,主要从事岩土力学和非均匀材料结构力学方面研究和教学工作(E-mail: zfx620@163.com)
  • 中图分类号: TU311.3

DYNAMIC RESPONSE ANALYSIS OF A TWO DIMENSIONAL FLUID-SATURATED POROUS BEAM

  • 摘要: 基于线弹性理论和Biot多孔介质模型,分析了含液饱和多孔二维简支梁的动力响应,其中考虑了固体颗粒和流体的可压缩性以及孔隙流体的粘滞性。通过Fourier级数展开和常微分方程组的求解,得到了含液饱和多孔二维梁动力响应问题的解,并将其退化为单相固体二维梁的情形与Bernoulli-Euler梁和Timoshenko梁的自由振动相比较,验证了该文方法的正确性。作为数值算例,分析了含液饱和多孔二维梁的自由振动以及在均布简谐荷载作用下的动力响应特性,分析了表面渗透条件、孔隙流体渗透系数和荷载频率等参数对含液饱和多孔二维梁的自由振动频率、固相位移和孔隙流体压力等物理量的影响。
  • [1] Gajo A, Mongiovi L. An analytical solution for the transient response of saturated linear elastic porous media [J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences and Geomechanics Abstracts, 1996, 3(33): 399―413.
    [2] Yang X, Pan Y. Axisymmetrical analytical solution for vertical vibration of end-bearing pile in saturated viscoelastic soil layer [J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2010, 2(31): 193―204.
    [3] 白冰. 空心圆柱饱和多孔介质热固结问题的解析解[J]. 岩土力学, 2011, 32(10): 2901―2906. Bai Bing. Analytical solutions of thermal consolidation for a hollow cylinder saturated porous medium [J]. Rock and Soil Mechanics, 2011, 32(10): 2901―2906. (in Chinese)
    [4] Zhou Xi L, Xu B, Wang J H, Li Y L. An analytical solution for wave-induced seabed response in a multi-layered poro-elastic seabed [J]. Ocean Engineering, 2011, 38(1): 119―129.
    [5] Zienkiewicz O C, Shiomi T. Dynamic behaviour of saturated porous media: The generalized Biot form formulation and its numerical solution [J]. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 1984, 8(1): 71―96.
    [6] He Y, Han B. A wavelet finite-difference method for numerical simulation of wave propagation in fluid-saturated porous media [J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2008, 11(29): 1495―1504.
    [7] Schanz M. Poroelastodynamics: Linear models, analytical solutions, and numerical methods [J]. Applied Mechanics Reviews, 2009, 62(3): 1―15.
    [8] 周凤玺, 赖远明. 梯度饱和土瞬态响应分析[J]. 力学学报, 2012, 44(5): 943―947. Zhou Fengxi, Lai Yuanming. Transient dynamic analysis of gradient fluid-saturated soil [J]. Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 2012, 44(5): 943―947. ( in Chinese)
    [9] De Boer R, Liu Z F. Plane waves in a semi-infinite fluid saturated porous medium [J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences and Geomechanics Abstracts, 1995, 32(8): 378―378.
    [10] Sharma M. Wave propagation in thermoelastic saturated porous medium [J]. Journal of Earth System Science, 2008, 117(6): 951―958.
    [11] Polenov V S, Chigarev A V. Wave propagation in a fluid-saturated inhomogeneous porous medium [J]. Journal of Applied Mathematics and Mechanics, 2010, 74(2): 198―203.
    [12] Sapan K. Samal, Ranjan Chattaraj. Surface wave propagation in fiber-reinforced anisotropic elastic layer between liquid saturated porous half space and uniform liquid layer [J]. Acta Geophysica, 2011, 3(59): 470―482.
    [13] Li L P, Cederbaum G, Schulgasser K. Interesting behavior patterns of poroelastic beams and columns [J]. International Journal of Solids and Structures, 1998, 35(34): 4931―4943.
    [14] Li L P. Cederbaum G, Sehulgasser K. Vibration of poroelastic beams with axial diffusion [J]. European Journal of Mechanics, A Solids, 1996, 15(6): 1077―1094.
    [15] Li L P, Schulgasser K, Cederbaum G. Buckling of poroelastic columns with axial diffusion [J]. International Journal of Mechanical Sciences, 1997, 39(4): 409―415.
    [16] 杨骁, 李丽. 不可压饱和多孔弹性梁、杆动力响应的数学模型[J]. 固体力学学报, 2006, 27(2): 159―166. Yang Xiao, Li Li. Mathematical model for dynamics of incompressible saturated poroelastic beam and rod [J]. Chinese Journal of Solid Mechanics, 2006, 27(2): 159―166. (in Chinese)
    [17] 杨骁, 吕新华. 饱和多孔弹性Timoshenko梁的大挠度分析[J]. 固体力学学报, 2012, 33(1): 103―111. Yang Xiao, Lü Xinhua. Large deflection analysis of a saturated poroelastic Timoshenko beam [J]. Chinese Journal of Solid Mechanics, 2012, 33(1): 103―111. (in Chinese)
    [18] Scherer G W, Prevost J H, Wang Z H. Bending of a poroelastic beam with lateral diffusion [J]. International Journal of Solids and Structures, 2009, 46(18/19): 3451―3462.
    [19] Taber L A, Puleo A M. Poroelastic plate and shell theories [M]. Berlin, Germany: Springer Netherlands, Solid Mechanics and its Applications, 1996: 323―337.
    [20] Leclaire P, Horoshenkov K V, Cummings A. Transverse vibrations of a thin rectangular porous plate saturated by a fluid [J]. Journal of Sound and Vibration, 2001, 247(1): 1―18.
    [21] Niskos D, Theodorakopoulos D. Flexural vibrations of poroelastic plate [J]. Acta Mechanica, 1994, 103(1): 191―203.
    [22] Anke B, Martin, Heinz A. A poroelastic mindlin-plate [J]. PAMM Applied Mathematics and Mechanics, 2003, 3(1): 260―261.
    [23] Iesan D, Nappa L. Thermal stresses in plane strain of porous elastic solid [J]. Meccanica, 2004, 39(2): 125―138.
    [24] 何录武, 杨骁. 饱和不可压多孔弹性板在面内扩散下的动力弯曲理论[J]. 固体力学学报, 2008, 29(2): 121―128. He Luwu, Yang Xiao. A dynamic bending model of incompressible saturated [J]. Chinese Journal of Solid Mechanics, 2008, 29(2): 121―128. ( in Chinese)
    [25] Nagler L, Schanz M. An extendable poroelastic plate formulation in dynamics [J]. Archive of Applied Mechanics, 2010, 80(10): 1177―1195.
    [26] Takezono S, Tao K, Gonda T. Dynamic response of poroelastic moderately thick shells of revolution saturated in viscous fluid [J]. JSME International Journal Series A, 2002, 45(3): 339―347.
    [27] 范家让. 强厚度叠层板壳的精确理论[M]. 北京: 科学出版社, 1996: 33―46. Fan Jiarang. Exact theory of thick laminated plate and shell [M]. Beijing: Science Press, 1996: 33―46. (in Chinese)
    [28] 欧阳煜, 张雅男. 集中载荷作用下饱和多孔Timoshenko简支梁的动力响应[J]. 工程力学, 2012, 29(11): 325―331. OuYang Yu, Zhang Yanan. Dynamical behavior of simply-supported saturated poroelatic timoshenko beam under a concentrated load [J]. Engineering Mechanics. 2012, 29(11): 325―331. (in Chinese)
    [29] Larry A. Taber, A theory for transverse deflection of poroelastic plates [J]. Journal of Applied Mechanics, 1992, 59(3): 628―634.
  • [1] 孙魁, 程绍革, 朱毅秀.  既有混凝土框架结构振动台试验动力特性及加速度响应 . 工程力学, 2020, 37(S): 229-236. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.S043
    [2] 陈旭东, 叶康生.  中厚圆柱壳自由振动的动力刚度法分析 . 工程力学, 2016, 33(9): 40-48. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.01.0060
    [3] 巴振宁, 梁建文, 金威.  高速移动列车荷载作用下层状饱和地基-轨道耦合系统的动力响应 . 工程力学, 2015, 32(11): 189-200. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.04.0323
    [4] 杨骁, 蒋志云, 张敏.  爆炸荷载作用下深埋圆形隧洞饱和土-衬砌系统的动力响应 . 工程力学, 2015, 32(5): 138-146. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.11.1083
    [5] 任勇生, 代其义.  考虑剪切变形旋转运动复合材料薄壁梁的 动力学特性 . 工程力学, 2014, 31(7): 215-222. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.01.0093
    [6] 刘林超, 闫启方.  一维分数导数粘弹性饱和多孔介质层的稳态响应 . 工程力学, 2012, 29(3): 41-44,5.
    [7] 刘隆, 谢伟平, 徐薇.  均布人群对简支欧拉梁动力特性的影响 . 工程力学, 2012, 29(8): 189-194. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.11.0832
    [8] 欧阳煜, 张雅男.  集中载荷作用下饱和多孔Timoshenko简支梁的动力响应 . 工程力学, 2012, 29(11): 325-331. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.01.0058
    [9] 徐明江, 魏德敏.  非饱和土地基的三维非轴对称动力响应 . 工程力学, 2011, 28(3): 78-085.
    [10] 潘旦光, 楼梦麟.  变截面Timoshenko简支梁动力特性的半解析解 . 工程力学, 2009, 26(8): 6-009,.
    [11] 吴 琛, 周瑞忠.  基于双变量无单元法的欧拉梁动力特性计算与分析 . 工程力学, 2009, 26(2): 65-070.
    [12] 白 冰.  循环温度荷载作用下饱和多孔介质热-水-力耦合响应 . 工程力学, 2007, 24(5): 0-092.
    [13] 唐洪祥, 李锡夔.  饱和多孔介质中动力渗流耦合分析的Biot-Cosserat连续体模型与应变局部化有限元模拟 . 工程力学, 2007, 24(9): 0-013,.
    [14] 王小岗, 黄义.  横观各向同性饱和层状地基的三维稳态动力响应 . 工程力学, 2006, 23(5): 132-138.
    [15] 周雷, 张洪武.  饱和多孔介质动力分析的数值流形单元 . 工程力学, 2006, 23(9): 167-172.
    [16] 滕兆春, 李世荣, 付小华.  热载荷作用下嵌入SMA丝复合材料梁的横向自由振动 . 工程力学, 2005, 22(4): 131-136.
    [17] 黄小林, 沈惠申.  热环境下功能梯度材料板的自由振动和动力响应 . 工程力学, 2005, 22(3): 224-227,.
    [18] 蔡松柏, 王磊.  梯形板的非线性动力分析 . 工程力学, 2005, 22(3): 58-62.
    [19] 白冰.  岩土颗粒介质非等温—维热固结特性研究 . 工程力学, 2005, 22(5): 186-191.
    [20] 张华, 单建.  索膜结构的抖振动力特性研究 . 工程力学, 2004, 21(3): 61-65.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-20
  • 修回日期:  2014-11-05
  • 刊出日期:  2015-05-25

含液饱和多孔二维梁的动力特性分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0077
    基金项目:  国家自然科学基金项目(11162008,51368038); 甘肃省环保厅科研项目(GSEP-2014-23); 甘肃省教育厅研究生导师基金项目(1103-07)
    作者简介:

    马 强(1990―),男,甘肃通渭人,硕士生,主要从事岩土力学方面研究(E-mail: maqiang0104@163.com);宋瑞霞(1988―),女,甘肃静宁人,硕士生,主要从事岩土力学方面研究(E-mail: 1023163192@qq.com).

    通讯作者: 周凤玺(1979―),男,甘肃会宁人,副教授,博士,主要从事岩土力学和非均匀材料结构力学方面研究和教学工作(E-mail: zfx620@163.com)
  • 中图分类号: TU311.3

摘要: 基于线弹性理论和Biot多孔介质模型,分析了含液饱和多孔二维简支梁的动力响应,其中考虑了固体颗粒和流体的可压缩性以及孔隙流体的粘滞性。通过Fourier级数展开和常微分方程组的求解,得到了含液饱和多孔二维梁动力响应问题的解,并将其退化为单相固体二维梁的情形与Bernoulli-Euler梁和Timoshenko梁的自由振动相比较,验证了该文方法的正确性。作为数值算例,分析了含液饱和多孔二维梁的自由振动以及在均布简谐荷载作用下的动力响应特性,分析了表面渗透条件、孔隙流体渗透系数和荷载频率等参数对含液饱和多孔二维梁的自由振动频率、固相位移和孔隙流体压力等物理量的影响。

English Abstract

周凤玺, 马强, 宋瑞霞. 含液饱和多孔二维梁的动力特性分析[J]. 工程力学, 2015, 32(5): 198-207. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0077
引用本文: 周凤玺, 马强, 宋瑞霞. 含液饱和多孔二维梁的动力特性分析[J]. 工程力学, 2015, 32(5): 198-207. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0077
ZHOU Feng-xi, MA Qiang, SONG Rui-xia. DYNAMIC RESPONSE ANALYSIS OF A TWO DIMENSIONAL FLUID-SATURATED POROUS BEAM[J]. Engineering Mechanics, 2015, 32(5): 198-207. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0077
Citation: ZHOU Feng-xi, MA Qiang, SONG Rui-xia. DYNAMIC RESPONSE ANALYSIS OF A TWO DIMENSIONAL FLUID-SATURATED POROUS BEAM[J]. Engineering Mechanics, 2015, 32(5): 198-207. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.01.0077
参考文献 (29)

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