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饱和多孔介质不同动力耦合形式数值分析

发布时间:2018-10-05 13:51
【摘要】:Biot饱和多孔介质波动行为的数值模拟在众多工程领域中具有重要的意义和作用,由于固相与液相耦合方程难以解耦,使该问题的数值模拟难度较大。针对饱和多孔介质中部分耦合u-p及全耦合u-p-U方程形式的特征,推导了相应动力耦合控制方程的有限元弱形式,并引入不同耦合形式的饱和多孔介质时域黏性边界,综合利用Comsol Multiphysics提供的偏微分方程应用模式进行二次开发求解,通过一维饱和多孔介质动力响应的解析解和数值解验证了模型求解技术的合理性和可行性,基于u-p-U耦合形式探讨了冲击荷载作用下干砂饱和砂地基动力固结中应力波传播特性。计算结果表明慢纵波对动力固结的影响比较显著,合理的冲击荷载持续时间有利于固结效果的改善。
[Abstract]:The numerical simulation of the wave behavior of Biot saturated porous media is of great significance and function in many engineering fields. Because the coupling equations of solid and liquid are difficult to decouple, the numerical simulation of this problem is difficult. In view of the characteristics of partially coupled u-p and fully coupled u-p-U equations in saturated porous media, the finite element weak form of the corresponding dynamic coupling governing equations is derived, and the time-domain viscous boundary of saturated porous media with different coupling forms is introduced. The application model of partial differential equation (PDE) provided by Comsol Multiphysics is comprehensively used to solve the problem of secondary development. The rationality and feasibility of the solution technique are verified by the analytical and numerical solutions of the dynamic response of one-dimensional saturated porous media. The propagation characteristics of stress wave in dynamic consolidation of dry sand saturated sand foundation under impact loading are discussed based on u-p-U coupling form. The results show that the effect of slow longitudinal wave on dynamic consolidation is significant and the reasonable duration of impact load is beneficial to the improvement of consolidation effect.
【作者单位】: 西南交通大学土木工程学院;西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室;
【基金】:国家自然基金项目(51378441;51578467)
【分类号】:O357.3

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本文编号:2253644

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