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移动荷载作用下半无限弹性空间中地铁隧道动力响应的频域—波数域比例边界有限元法分析被引量：1: 2017年; 基于比例边界有限元法与傅里叶积分变换,分析移动荷载作用下半无限弹性空间中地铁隧道动力响应。考虑到移动荷载运动方向与地铁隧道轴线方向的一致性,将半无限弹性空间动力控制方程进行频域—波数域的傅里叶积分变换;在变换域内,隧道径向采用比例坐标系,环向采用有限元意义离散,在计算域内利用Galerkin法,建立频域—波数域内的比例边界有限元方程,进而推导出半无限空间动力刚度的一阶微分矩阵方程;再利用高频渐近展开和傅里叶积分逆变换,得到时间—空间域系统的动力响应。该方法极大地减小了计算分析量,同时避免了无限边界的计算误差。利用该方法进行实例计算的结果表明:随着荷载移动速度的增大,地铁隧道振动波传播到土体表面,引起的土体振动有放大增强的现象,将会对地铁隧道上部结构的安全性造成一定影响。; 雷晓燕徐斌徐满清; 关键词：移动荷载比例边界有限元法

半无限弹性空间中移动荷载动力响应的频域-波数域比例边界有限元法分析被引量：2: 2017年; 基于Fourier积分变换和虚功原理,形成了频域-波数域比例边界有限元法,分析了移动荷载作用下半空间域弹性空间动力响应。首先对半无限域弹性体的动力控制方程进行时间到频域,荷载移动方向的空间域到波数的Fourier积分变换,然后选择比例中心,利用虚功原理,在地铁隧道孔洞横截面环向上采用有限元法意义离散,建立了频域-波数域比例边界有限元方程,进而形成了一阶微分矩阵方程形式的半无限空间动力刚度。文中理论推导表明:利用文中方法分析半无限域中沿地铁隧道结构纵轴向的移动荷载动力响应问题,不仅可避免无穷边界计算处理误差,而且可极大减小计算分析量。计算结果表明:半无限弹性地基的振动响应随移动荷载速度增大而增大,尤其是当荷载速度增大到土体剪切波速后,振动波传播到土体表面引起土体振动显著增大,土体振动性增大,将会对土体及表面结构的安全性形成一定影响,另一方面土体的振动在沿地铁隧道纵轴向的衰减比竖向慢。; 雷晓燕徐斌徐满清; 关键词：土动力学移动荷载

简谐点荷载下饱和土中圆形隧道系统的动力响应被引量：1: 2014年; 在饱和土体地区,由于流-固耦合效应,实际轨道交通荷载作用下隧道系统动力响应的研究较少,为此提出一种新方法来研究非轴对称简谐点荷载作用下饱和土体中圆形隧道系统的动力响应。假定衬砌为Flügge薄壁圆柱壳,土体为饱和多孔介质,将荷载、动力响应沿环向模态展成级数形式,利用傅里叶积分变换首先求得衬砌-饱和土体系统的动力响应。在此基础上,将道床板作为无限长的Euler梁,考虑道床板、衬砌、饱和土体的相互作用,进一步求解无砟轨道道床板-衬砌-饱和土体系统在点荷载作用下的响应。研究的结果表明这种方法可有效求解非轴对称荷载作用下饱和土中2种隧道系统的动力响应;荷载频率对饱和土中2种隧道系统的动力响应均有较大影响;道床板能减小衬砌、饱和土体的动力响应。; 黄晓吉扶名福徐斌; 关键词：饱和土体道床板动力响应

饱和土体固结3D比例边界有限元法分析被引量：4: 2016年; 基于饱和土体Biot固结理论,考虑土体体力与表面作用力,结合饱和土体中土骨架动力平衡方程与孔隙流体的连续方程,在计算域内采用Galerkin加权余量法,推导了3D无限、有限域全耦合饱和土体固结的比例边界有限元方程.理论推导表明:与单相弹性土体不同的是,由于孔隙水的存在,饱和土体固结比例边界有限元法方程中不仅有位移、应力矩阵,而且还存在孔隙水压力的影响耦合矩阵;该方程不仅能够满足无限域无穷远边界辐射条件,而且在径向(与饱和土体-结构接触面垂直方向,指向无限远)上具有严格的精确性,环向上(与饱和土体-结构接触面平行方向)具有有限元单元无限收敛的准确性.; 徐斌徐满清王建华; 关键词：比例边界有限元法

简谐点荷载下饱和土中浮置板轨道隧道的动力响应研究: 2015年; 假定隧道衬砌为Flügge薄壁圆柱壳,土体为饱和多孔介质,通过把荷载、动力响应沿环向模态分解,利用傅里叶积分变换求得非轴对称简谐点荷载作用下的隧道—饱和土体系统的动力响应。在此基础上,将浮置板、钢轨作为无限长的Euler梁,考虑钢轨、浮置板、隧道—饱和土体系统的相互作用,求解了单层梁—隧道—饱和土体系统和双层梁—隧道—饱和土体系统在点荷载作用下的动力响应。研究结果表明:荷载频率对饱和土体中浮置板隧道的动力响应有较大影响;浮置板具有明显减振作用;在低频范围内,双层梁—隧道—饱和土体系统中上层的支承弹簧、钢轨的作用可以忽略。; 黄晓吉扶名福徐斌; 关键词：浮置板轨道隧道饱和土体动力响应

考虑桥墩-水平梁间弹簧接头的周期性高架桥平面内振动能量带分析: 2015年; 对无限多跨周期性高架桥结构的周期单元含一个桥墩、二个水平梁及三个连接弹簧,据Bernoulli-Euler梁及Bloch理论,推导具有水平梁-梁、水平梁-桥墩间弹簧接头传递矩阵,建立周期性高架桥结构平面内振动能量带特征方程。据该模型采用数值算例考察桥墩-水平梁刚度比、接头弹簧刚度等对周期性高架桥结构能量带分布特征影响。计算结果表明,具有水平梁-梁、水平梁-桥墩间弹簧接头的周期性高架桥结构发生平面内振动时,高架桥结构中存在与轴向压缩、横向剪切及弯曲振动对应的三类晶格波,即衰减较快且沿高架桥结构传播距离较短、只在某些频域能传播、除较小频率时难以传播外其它较宽频域均能传播。分析结果表明,高架桥结构设计时须保证结构基本主频不能落在较小频率区域,否则极易引起振动波能量集中,造成结构破坏。随周期性高架桥结构水平梁刚度、水平梁-梁接头弹簧刚度增大,沿高架桥结构传播的晶格波衰减会减慢,振动波能量沿高架桥结构会传播更远。; 徐斌徐满清; 关键词：传递矩阵 BLOCH 晶格波

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江西省自然科学基金(20133ACB20006)