基于Biot形式波动方程的一维非饱和土柱瞬态响应研究OA
基于Biot形式的非饱和土波动方程,本文研究了一维非饱和土柱在动力荷载作用下的瞬态响应问题.目的在于分析非饱和土中的波动特性,并推导该问题的解析解,为相关工程问题提供理论依据.在方法上,考虑饱和度对渗透系数和动剪切模量的影响,采用分离变量法和状态空间法相结合的方式系统求解了一维非饱和土柱在动载下的瞬态响应问题解析解,并通过与Comsol PDE模块的有限元数值结果对比,验证了解答的正确性.结果显示:在非饱和土中,由于渗透系数较低,仅能观测到一种压缩波;随着固有渗透系数的增大,孔隙水压力的瞬态响应峰值逐渐减小;同时,饱和度增加会导致孔隙水压力响应幅值明显上升.结论认为,饱和度与渗透系数对非饱和土中的波动响应具有显著影响,解析解能够有效预测瞬态响应特征,并为非饱和土动力学行为分析提供理论支持.
刘砚山;吉姿洁;赵云
河南省城乡建筑设计院有限公司,郑州451452河南工业大学土木工程学院,郑州450001河南工业大学土木工程学院,郑州450001
建筑与水利
瞬态响应非饱和土解析解状态空间法
《应用数学和力学》 2026 (7)
P.886-894,9
国家自然科学基金(52578399)河南省科技攻关计划(252102320021)河南工业大学拓新团队培育项目(2024TXTD15)河南省高等学校重点科研项目(26B410001)。
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