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岩土力学 2022年第11期43卷 2933-2940页

作者：艾智勇谷甘霖李攀聪同济大学土木工程学院上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

引入Abel黏壶,对经典的三元件Merchant模型进行改进,获得可以更好地描述地基黏弹性特征的分数阶Merchant模型;运用有限单元法,将群桩离散为单桩和桩单元,通过Timoshenko梁模型模拟桩单元,组装获得群桩的总刚度矩阵方程;根据地基与群桩... 详细信息

引入Abel黏壶,对经典的三元件Merchant模型进行改进,获得可以更好地描述地基黏弹性特征的分数阶Merchant模型;运用有限单元法,将群桩离散为单桩和桩单元,通过Timoshenko梁模型模拟桩单元,组装获得群桩的总刚度矩阵方程;根据地基与群桩相互作用的耦合方程和群桩承台的受力平衡与位移协调条件,推导得到水平受荷群桩各单桩桩顶剪力与承台位移的矩阵解答;结合李氏比拟法与Laplace逆变换,最终实现对分数阶黏弹性饱和地基与水平受荷群桩相互作用问题的求解;以一组蠕变试验数据为例,简要介绍在已知地基蠕变曲线的条件下,获得其对应模型黏弹性参数的具体方法;通过与已发表成果以及ABAQUS数值算例对比,验证解答的正确性,并设计算例讨论地基黏弹性参数对群桩受力与变形的影响规律,结果表明:随着地基流变的发展,角桩与中心桩的内力差距逐渐缩小,并趋于稳定。

关键词：分数阶Merchant模型黏弹性饱和地基水平受荷群桩相互作用

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地埋点热源作用下层状半空间的热-力耦合响应

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岩土力学 2018年第6期39卷 2052-2058页

作者：王路君艾智勇同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310058 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058

采用解析层元法对存在地下点热源的岩土工程问题进行解答。首先从热弹性力学三维问题的基本控制方程出发,利用拉普拉斯-傅里叶积分变换推导出其在变换域内单层介质及下卧半空间的解析层元;然后结合有限单元法原理组装得到总刚度矩阵,结... 详细信息

采用解析层元法对存在地下点热源的岩土工程问题进行解答。首先从热弹性力学三维问题的基本控制方程出发,利用拉普拉斯-傅里叶积分变换推导出其在变换域内单层介质及下卧半空间的解析层元;然后结合有限单元法原理组装得到总刚度矩阵,结合边界条件,得到其在变换域内的解答,最后应用拉普拉斯-傅里叶积分逆变换技术,得到物理域内的解。编制了相应的计算程序,算例分析表明:该结果与已有文献吻合较好,该方法求解层状半空间的热-力耦合响应问题具有较好的适用性和较高的精度;层状岩土介质体系中,热扩散系数对温度及地表隆起的变化过程影响显著,但对其初始值和最终稳定值影响不明显;分层特性对岩土介质温度分布及地表位移变化过程均有显著影响。

关键词：解析层元地埋点热源层状半空间热-力耦合拉普拉斯-傅里叶变换

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变荷载下层状非饱和土地基全耦合固结特性研究

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岩土力学 2021年第1期42卷 135-142页

作者：叶梓艾智勇同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

非饱和土是地球表层土体一种常见的存在形式。与经典的饱和土Biot固结理论相比,非饱和土固结理论还亟待发展。基于Fredlund非饱和土双应力变量固结理论,放弃传统理论固结过程中骨架总应力不变的假设,推导出变荷载作用下非饱和土全耦合... 详细信息

非饱和土是地球表层土体一种常见的存在形式。与经典的饱和土Biot固结理论相比,非饱和土固结理论还亟待发展。基于Fredlund非饱和土双应力变量固结理论,放弃传统理论固结过程中骨架总应力不变的假设,推导出变荷载作用下非饱和土全耦合轴对称固结理论的控制方程组。通过Laplace-Hankel变换处理变量t和r,所得的控制方程被处理为常微分方程组;扩展的精细积分法将被进一步运用求解方程组以得到层状非饱和土地基在变换域内的固结解答,而最终的解答将通过Laplace-Hankel逆变换技术求得。将非饱和土地基退化为饱和土地基,与现有文献结果进行对比,验证所提方法结果的可靠性;最后,提供3个数值算例,以讨论加载时间T0、孔隙水关于净应力的体积变化系数m1w以及土体分层性对非饱和土固结特性的影响。

关键词：层状非饱和模型全耦合变荷载固结特性精细积分法

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非稳态热传导时层状路面体系的温度响应

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岩土力学 2018年第9期39卷 3139-3146页

利用解析层元法推导温度荷载作用下非稳态热传导时层状路面体系的温度响应解答。从热弹性理论平面应变问题的控制方程出发,借助于Laplace-Fourier积分变换,推导出单层介质及下卧半平面的精确刚度矩阵即解析层元,结合有限层法原理及边界... 详细信息

利用解析层元法推导温度荷载作用下非稳态热传导时层状路面体系的温度响应解答。从热弹性理论平面应变问题的控制方程出发,借助于Laplace-Fourier积分变换,推导出单层介质及下卧半平面的精确刚度矩阵即解析层元,结合有限层法原理及边界条件,组装并求解总刚度矩阵,得到其在变换域内的解答,最后通过相应的积分逆变换得到物理域内的真实解。由于该法刚度矩阵元素中不含正指数项,计算时不会出现溢出或病态矩阵的现象。编译了相应的计算程序,所得结果与有限元模拟结果吻合较好。在此基础上,对有限深度和半平面两种假定条件下的解答进行对比分析,并分析层状路面体系中位移和温度随时间的变化趋势及沿深度的分布规律。分析表明:温度场具有一定的影响深度,超过此深度,有限深度与半平面理论解答基本一致;温度荷载的影响深度与其强度有关,强度越大,其影响深度越深。

关键词：非稳态热传导解析层元层状路面体系温度响应平面应变

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