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孔隙介质的动力响应研究

作　者: 易平凡
导　师: 赵社戌
学　校: 上海交通大学
专　业: 固体力学
关键词: 多孔介质热-流-固耦合效应埋置荷载 Hankel变换
分类号: O357.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 31次
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内容摘要

本文探讨了热-流-固耦合模型中饱和多孔弹性介质受到内置轴对称简谐压力荷载与热荷载作用时的动力响应问题。应用修正的Biot热弹性本构方程,得到饱和多孔介质热-流-固耦合控制方程。利用Hankel变换求解饱和半空间在内置简谐热-力荷载作用下的动力响应问题,推导了经Hankel变换后孔隙介质中各力学响应的表达式,并利用Hankel逆变换进行数值求解。此外,求解了压力荷载作用于孔隙介质内部,热荷载作用于孔隙介质表面的问题。比较了连续热弹性材料与多孔热弹性材料在相同荷载作用下响应的异同点。分析了孔隙介质表面热边界条件对孔隙介质内部响应的影响。计算表明:孔隙水压力在压力荷载上方有负压出现。环向应力,径向应力,竖向应力在压力荷载作用处发生突变,且在荷载上方均出现拉应力。在荷载作用处下方,孔隙水压力、竖向应力、径向应力、环向应力均随着深度的增大而减小。当内置热荷载仅设置温差,而没有外热源输入时,温度差对孔隙介质中其它响应几乎不产生影响。孔隙介质表面绝热时,孔隙水压力小于表面等温情况下的值。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
目录  8-9
第一章绪论  9-15
  1.1 本文研究的工程背景和意义  9
  1.2 多孔介质材料理论模型介绍  9-14
    1.2.1 Biot 理论概述  11-12
    1.2.2 混合物理论概述  12-13
    1.2.3 其它理论模型  13-14
  1.3 本文的研究任务  14-15
第二章 Biot基本理论的介绍  15-21
  2.1 引言  15
  2.2 Biot 理论中应变能的建立  15-18
  2.3 基于Biot 理论的本构方程的建立  18-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章饱和孔隙介质在埋置荷载下热弹性耦合问题研究  21-52
  3.1 引言  21-24
  3.2 孔隙介质热-流-固耦合控制方程  24-25
  3.3 埋置荷载作用下无限半空间中热-力耦合问题  25-31
    3.3.1 问题描述  25-26
    3.3.2 问题求解  26-31
  3.4 边界条件的确定  31-35
  3.5 数值计算及分析  35-46
  3.6 表面作用温度场情况的推导  46-50
  3.7 本章小结  50-52
第四章全文总结  52-54
参考文献  54-58
致谢  58-59
攻读硕士期间发表的论文情况  59

孔隙介质的动力响应研究

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