天津市应用基础与前沿技术研究计划(12JCQNJC04700)
- 作品数：15 被引量：64H指数：5
- 相关作者：巴振宁梁建文金威梅雄一张艳菊更多>>
- 相关机构：天津大学天津市土木工程结构及新材料重点实验室教育部更多>>
- 发文基金：天津市应用基础与前沿技术研究计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球建筑科学机械工程交通运输工程更多>>
- 平面P1波斜入射下层状饱和半空间中凹陷地形周围的三维散射被引量：1
- 2013年
- 采用Fourier变换方法求解Biot流体饱和多孔介质波动方程,给出层状饱和场地的三维精确动力刚度矩阵和层状半空间中移动斜线荷载以及移动斜线孔隙水压的动力格林影响函数,进而建立一种求解层状饱和半空间中二维局部地形对斜入射地震波三维散射问题的移动间接边界元方法。具体求解平面P1波斜入射下层状饱和半空间中凹陷地形周围的三维散射问题。通过与已有结果的比较验证方法正确性。研究发现P1波的入射频率、斜入射角度、孔隙率等参数对凹陷地形周围三维动力响应有着显著影响。弹性基岩上单一饱和土层中凹陷地形与均匀饱和半空间中凹陷地形的比较发现,P1波斜入射下层状场地中凹陷地形周围的三维散射与均匀半空间情况存在显著差异。
- 巴振宁梁建文
- 关键词：凹陷地形
- 层状饱和地基-轨道-列车耦合系统轨道不平顺引起的振动分析被引量：4
- 2015年
- 采用半解析方法研究了层状饱和地基-轨道-列车耦合系统的动力响应问题。层状饱和地基由任意水平饱和土层和下卧饱和半空间组成,轨道采用以无限长欧拉梁模拟的钢轨、连续质量块模拟的轨枕和Cosserat模型模拟的道砟组成的三层系统,列车模拟为弹簧和阻尼元件连接的多刚体系统。振动输入由钢轨的竖向不平顺提供。通过地基表面轨道中心处竖向位移与道砟位移相等实现层状饱和地基和轨道的耦合,通过在车轮与钢轨间引入Hertizian接触弹簧来实现轨道与列车的耦合,首先求得频率-波数域内解答,然后通过Fourier逆变换求得时间-空间域内振动响应。文中验证了方法的正确性,并进行了数值计算分析,研究表明钢轨不平顺引起的列车动荷载振动频率较低时,随着列车运行速度的增大地基表面位移幅值逐渐增大;振动频率较高时,列车运行速度对位移幅值峰值的影响不明显,但列车驶过后地基的振动明显增大,振动时间变长。
- 巴振宁金威梁建文
- 关键词：格林函数轨道不平顺
- 层状楔形空间平面SH波入射下的波场分析
- 2015年
- 采用间接边界元方法求解SH波入射下的层状楔形空间内的波场。本文方法首先将层状楔形空间扩展为层状半空间,计算层状半空间在SH波入射下的自由波反应;然后在楔形空间斜边界上施加虚拟均布荷载,模拟楔形空间斜边界对波场的影响,虚拟均布斜线荷载密度可由相应边界条件求得;最后叠加自由波场和均布斜线荷载产生的波场,求得总波场。验证了本文方法的正确性并进行了数值计算分析。研究表明,层状楔形空间与均匀楔形空间内的波场存在显著差异,土层的存在使得位移幅值随入射角度的变化更为复杂。该研究为后续楔形空间在P、SV和Rayleigh波入射下的波场求解打下了基础。
- 巴振宁冯领香梁建文
- 关键词：SH波动力响应
- Rayleigh波斜入射下层状场地中凸起地形的三维响应分析被引量：13
- 2015年
- 采用间接边界元法研究了层状场地中凸起地形对斜入射Rayleigh波的三维响应问题.该间接边界元方法结合层状半空间中移动斜线均布荷载动力格林函数基本解,克服了传统边界元法中的奇异性问题,刚度矩阵运算的引入则避免了对土层交界面和自由地表的离散,使得该方法具有很高计算精度的同时对复杂边界有着很好的适应性.通过与已有结果的比较验证了方法的正确性,并以均匀半空间和基岩上单一土层中凸起地形为例,分别在频域和时域内进行了计算分析,研究了Rayleigh波的斜入射角度、入射频率、凸起的截面形状、凸起的高度、特别是Rayleigh波的频散和多模态特性对地面动力响应的影响.研究表明层状场地中由于Rayleigh波存在频散和多模态特性,使得凸起表面的动力放大效应与均匀场地情况存在明显的差别,层状场地高阶模态(二阶以上模态)凸起水平位移幅值放大谱与第一阶模态存在很大差异,呈现窄频放大,峰值频率处凸起顶部附近位移幅值非常大,且峰值频率与对应有效阻尼比峰值频率一致.
- 巴振宁梁建文
- 关键词：层状场地RAYLEIGH波
- 斜入射平面SH波在层状饱和半空间中沉积谷地周围的三维散射被引量：3
- 2013年
- 为研究层状饱和场地中沉积谷地对斜入射地震波的三维散射问题,建立了求解问题的2.5维间接边界元方法。通过沿沉积谷地轴线方向的傅里叶变换将三维问题降为二维问题,进而在沉积谷地的截面内进行边界单元的离散和求解,求得沉积谷地截面内的动力响应,然后再将截面内计算结果沿沉积谷地轴线方向进行波数展开即可求得任意位置动力响应。通过与弹性情况的比较验证了方法的正确性,并以均匀饱和半空间和基岩上单一饱和土层中沉积谷地对斜入射平面SH波的三维散射为例进行了数值计算和分析。研究发现沉积谷地对SH波的三维散射与二维散射之间存在显著差异;饱和情况(透水或不透水)与干土情况沉积谷地附近地表位移的差别很大;另外层状饱和半空间中沉积谷地和均匀饱和半空间中沉积谷地对斜入射SH波的放大作用也存在显著差别。
- 巴振宁梁建文梅雄一
- 关键词：平面SH波
- 三维层状黏弹性半空间中球面SH、P和SV波源自由场被引量：4
- 2016年
- 采用刚度矩阵方法结合Hankel积分变换,求解了层状黏弹性半空间中球面SH、P和SV波的自由波场.首先,在柱坐标系下建立层状黏弹性半空间的反轴对称(柱面SH波)和轴对称(柱面P-SV波)情况精确动力刚度矩阵.进而由Hankel变换将空间域内的球面波展开为波数域内柱面波的叠加,然后将球面波源所在层的上下端面固定,求得固定层内的动力响应和固定端面反力,将固端反力反向施加到层状黏弹性半空间上,采用直接刚度法求得固端反力的动力响应,叠加固定层内和固端反力动力响应,求得波数域内球面波源动力响应.最后由Hankel积分逆变换求得频率-空间域内球面波源自由场,时域结果由傅里叶逆变换求得.文中验证了方法的正确性,并以均匀半空间和基岩上单一土层中球面SH、P和SV波为例分别在频域和时域内进行了数值计算分析.研究表明基岩上单一土层中球面波自由场与均匀半空间情况有着本质差异;基岩上单一土层中球面波位移频谱峰值频率与场地固有频率相对应,基岩面的存在使得基岩上单一土层地表点的位移时程非常复杂,振动持续时间明显增长;阻尼的增大显著降低了动力响应的峰值,同时也显著减少了波在土层的往复次数.
- 巴振宁梁建文张艳菊
- 关键词：自由场直接刚度法HANKEL变换
- 层状地基中隔振沟对移动列车荷载隔振研究-2.5维IBEM方法被引量：12
- 2016年
- 建立层状地基-轨道-隔振沟耦合动力系统,采用2.5维间接边界元方法 (IBEM)研究了层状地基中隔振沟对移动列车荷载下地基振动的隔振问题。采用子结构方法,将系统分解为含隔振沟的层状地基和轨道子结构,采用2.5维IBEM方法求得含隔振沟层状地基在移动均布荷载作用下的层状地基柔度,然后通过地基表面轨道中心点的竖向位移与轨道竖向位移相等将轨道和层状地基耦合。通过与已有结果的比较验证了方法的正确性,并对不同地基、隔振沟参数下的模型进行了算例分析。研究表明:不同地基模型下隔振沟有不同的隔振效果,且隔振沟深度及其与轨道距离均对隔振效果有不同程度的影响。通过对瑞典X2000高速列车在实际软土地基上的隔振计算发现,隔振沟的隔振效果随着沟深的增加而增大,且相对低频区域而言,隔振沟对高频区域的隔振效果更好。
- 巴振宁王靖雅梁建文
- 关键词：层状地基
- 移动简谐载荷作用下层状地基-轨道耦合系统动力响应分析被引量：3
- 2016年
- 采用格林函数方法求解层状地基-轨道耦合系统在移动简谐载荷作用下的动力响应问题。通过求解层状地基表面作用移动均布线载荷时的动力格林影响函数,由位移连续条件实现层状地基与轨道的耦合,求得移动简谐载荷作用下频率-波数域内的系统动力响应,最后通过傅里叶逆变换求得时间-空间域内的动力响应;与已有结果的比较验证了方法的正确性,并以均匀半空间地基和基岩上单一土层地基-欧拉梁耦合系统为模型,研究载荷振动频率、移动速度、地基刚度以及土层厚度对动力响应的影响。研究表明移动简谐载荷频率较高时与移动静载荷情况不同,不再具有跨音速时地表位移幅值最大的规律;成层地基-轨道耦合系统在移动简谐载荷作用下的动力响应与均匀地基情况存在显著差异,当载荷频率与层状地基固有频率接近时,地基表面位移幅值较大;另外随着基岩与土层剪切波速比的增大,载荷以超音速经过后地基表面位移振动更加剧烈,振动时间更长,随着土层厚度的增大,位移幅值逐渐向低频区域迁移。
- 巴振宁金威梁建文
- 关键词：层状地基格林函数动力响应
- 层状场地中二维沉积谷地对弹性波的三维散射被引量：2
- 2012年
- 为研究层状场地中二维沉积谷地对斜入射弹性波的三维散射问题,建立了求解问题的移动间接边界元方法。方法通过沿二维沉积谷地轴线方向的傅里叶变换将三维问题降为二维问题,进而在沉积谷地截面内进行边界单元的离散和求解,求得截面内的三维动力响应,然后将截面内的计算结果沿沉积谷地轴线方向进行波数展开即可求得任意位置动力响应。文中通过与前人结果的比较验证了方法的正确性,并以均匀半空间场地和基岩上单一土层场地为例进行了数值计算和分析,给出了一些有益的结论。
- 巴振宁梁建文
- 关键词：层状场地
- 层状饱和半空间中沉积谷地对斜入射平面P1波的三维散射被引量：6
- 2013年
- 在作者给出层状饱和场地三维精确动力刚度矩阵和层状饱和半空间中移动荷载动力格林函数基础上,采用间接边界元方法在频域内求解了层状流体饱和场地中沉积谷地对斜入射平面P1波的三维散射问题。该方法的特点在于虚拟移动均布荷载和斜线孔隙水压可以直接施加在沉积与层状饱和半空间交界面而不存在奇异性。该文通过与已有结果的比较验证了方法的正确性,并以均匀饱和半空间和弹性基岩上单一饱和土层中沉积谷地为例进行了数值计算分析。研究表明,沉积谷地对平面P1波的三维散射与二维散射之间存在本质差别,入射角度、孔隙率、饱和土层刚度和饱和土层厚度等参数对沉积谷地附近动力响应有着显著影响。
- 巴振宁梁建文梅雄一
