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《移動荷載作用下土體動力響應的參數(shù)影響分析?。赫硰椥园肟臻g》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、第42卷第5期西安建筑科技大學學報(自然科學版)Vo1．42No．52010年1O月J．XianUniv．ofArch．&Tech．(NaturalScienceEdition)0ct．2O10移動荷載作用下土體動力響應的參數(shù)影響分析工：粘彈性半空間張玉紅，湯卓文，王長林(佛山科學技術學院土木工程與建筑系，廣東佛山528000)摘要：采用移動坐標系，利用積分變換方法求解Navier’s動力方程，求出移動荷載作用下三維粘彈性半空間體動力響應積分變換解．算例驗證表明本文分析方法的正確性，數(shù)值分析了荷載移動速度、頻率和土體彈性模量對半空間動力響應的影響，為研究雙自由度車輛體系對地面響應的影響奠定基礎
2、．關鍵詞：移動荷載；粘彈性；動力響應中圖分類號：TU435文獻標識碼：A文章編號：1006-7930(2010)05—0621—04近幾年，基于解決城市對軌道交通的需求與人們對環(huán)境要求逐步提高之間的矛盾，城市交通環(huán)境振動污染問題逐漸引起國內外學術界和各國政府的關心_1]．有關城市交通環(huán)境振動污染問題的力學研究尚很不完善．對于移動荷載直接作用于彈性體的理論分析研究方法始于上世紀50年代，Sneddon[3最先研究以恒定速率運動的荷載作用于彈性半平面的情況，首次應用Fourier變換方法得到問題的積分形式解；Eason¨5研究了以恒定速率運動的荷載作用于均勻半空間的三維問題，包括了點荷載和分布在圓
3、形及矩形區(qū)域的均布荷載兩種情況；Fryba_6運用雙重傅立葉積分變換研究了在移動點荷載下非邊界彈性體的響應，得到了響應的積分形式解析解，但并未有進一步的數(shù)值計算分析；Alabi[7應用和Eason類似的方法，研究了移動點荷載作用下彈性半空間的動力響應．基于珠江三角洲地區(qū)分布著大量的第四系軟土層的獨特的地質環(huán)境，研究軌道交通荷載所產生的振動在軟粘土中的傳播對發(fā)展珠江三角洲地區(qū)的城市軌道交通系統(tǒng)具有重要的意義．采用移動坐標，利用積分變換方法求解Navier’S動力方程，得到移動荷載作用下三維粘彈性半空間體動力響應積分形式解析解，數(shù)值分析了荷載移動速度和頻率以及土體彈性模量變化對半空間體動力響應的影
4、響，為研究雙自由度車輛體系對地面響應的影響奠定基礎．1移動坐標下的動力方程1．1基本方程直角坐標下粘彈性半空間體的Navier’S動力方程為]：一一(+)(·U)+U：IDU(1)根據文獻E9]，引入阻尼比，Lame常數(shù)修正為：．．F一_．二F‘1+2)，一(1+2)1．2基本方程的變換假設移動荷載直接作用于半空間體表面上，以荷載作用處為原點0，建立移動坐標系oxyz，則有：z—1一，Y—Y1，z：z1，其中c(m／s)為荷載移動速度．考慮隨時間呈簡諧變化的移動荷載，則移動坐標下的Navier’S動力方程為：+(+)azs／ax++2@ocOu／Ox—pc3u／Ox一0(2)收稿日期：2009
5、—08—31修改稿日期：2010—06—21基金項目：廣東省自然科學基金資助項目(06029445)；佛山市科技發(fā)展專項資金資助項目(2006034B)作者簡介：張玉紅(1963一)，女，河南滎陽人，博士，教授，主要從事土體一結構動力相互作用的研究．622西安建筑科技大學學報(自然科學版)第42卷。+(+)a△／a+73+20oJcav／ax—3v／ax一。(3)。W+(+)a△／az+。W+2枷caw／ax—。3w／3x一0(4)2基本方程的積分變換解定義如下二維傅立葉變換：U～(x,y,z)一腳)eX恤)exp(-i$y)dpdy得到基本方程的積分變換解為：一＆-a2z-()·(5)一一爭
6、Be-a2z+者-a1z-爭-a2z一-alz-弘(6)三=C．e-a2z·z(7)其中，a；一+y2一k；+2,~(c／ci)一(c／c~)J822==++2批／c；)-(c／f2一=譬：3邊界條件移動荷載與土體接觸表面采用文獻[1O]中的矩形荷載作用形式：即有：F一0，F(xiàn)一0，F(xiàn)：F(1l≤6，II≤n)廠F(x)／4abJz}<，I<(8)一則有：盯戲一＼0其他，?r1一。一0(9)rI一。一0(1O)其中，F(xiàn)是上部結構傳至土體的荷載，口、b為荷載作用范圍．4動力方程基本解對(8)、(9)、(1O)進行二維Fourier變換，聯(lián)立式(5)、(6)、(7)并進行Fourier逆變換，可得移
7、動荷載作用下粘彈性半空間體表面位移在空間域上的積分形式基本解：““=8gabJ—j：一一口；一袋口2(a；++y蔫)(口邕一口；)n警坳肌一一y+y(ai一口；)—n．十≯y一量二／9'州y叫一肌[一主∥帥(11)其中，R一+2孝籌一2第5期張玉紅等：移動荷載作用下土體動力響應的參數(shù)影響分析I：粘彈性半空間6235數(shù)值分析利用Matlab軟件編制分析程序，研究荷載移動速度和頻率以及土體彈性模量變化
