彈粘塑性飽和多孔介質(zhì)動力響應的有限元分析.pdf

1、基于混合物理論的多孔介質(zhì)模型，是在現(xiàn)代連續(xù)介質(zhì)理性力學框架內(nèi)提出的，從物理上和數(shù)學上均有很好的一致性，如今已越來越被人們所廣泛采納。由于多孔介質(zhì)模型本身的復雜性，一般很難得到其動力響應的解析解，故多孔介質(zhì)理論的數(shù)值求解研究已越來越受到重視。 首先，論文對多孔介質(zhì)理論的發(fā)展和現(xiàn)狀及其動力學響應的數(shù)值策略研究進行了較全面的綜述。 其次，在基于混合物理論的不可壓飽和多孔介質(zhì)模型的基礎上，對彈性飽和多孔介質(zhì)動力響應的初邊值問題應

2、用拉氏變換和卷積定理，分別得到了在應力邊界條件和位移邊界條件下的一維波動過程的解析表達。解析表達的數(shù)值結(jié)果揭示了飽和多孔介質(zhì)的多孔固體位移和有效應力以及孔隙液體的質(zhì)點速度的瞬態(tài)傳播過程，指出飽和多孔介質(zhì)的波動過程是多孔固體和孔隙液體中以同一速度傳播的兩種波動的耦合過程，而孔壓則不具備瞬態(tài)波動的特性。同時，時效特性分析也顯示了多孔介質(zhì)模型特有的表觀粘彈性性質(zhì)。 然后，針對基于混合物理論的不可壓兩相多孔介質(zhì)模型，將固體骨架看作是彈塑

3、性介質(zhì)，將孔隙間的液體看作是理想流體，建立了固相骨架變形與孔隙液體流動相互耦合的彈塑性飽和多孔介質(zhì)動力問題的控制場方程；利用罰參數(shù)法和Galerkin加權殘值法，推導得到了該模型的有限元基本方程，并給出了Newmark預估校正法的求解過程；編制了二維的彈塑性飽和多孔介質(zhì)有限元計算程序，對動力載荷作用下的彈塑性多孔介質(zhì)進行了數(shù)值分析，得到了動力載荷作用下的固體骨架的位移場、應力場、塑性區(qū)分布以及孔隙液體的速度場和孔壓的變化。 最后