移动周期载荷作用下孔隙热弹性地基的动力学响应[1]

图2顶端边界点处各物理量的时程曲线

Fig2. Time-history curves of physical quantitiesat the vertexon the top

图3顶端中点处各物理量的时程曲线

Fig3. Time-history curves of physical quantitiesat the midpointon the top

图4给出了在时刻，布点为，时间步长为时，四种不同材料地基，即孔隙热弹性2维地基(TEVF)、孔隙弹性2维地基(EVF)、热弹性2维地基(TEF)、弹性2维地基(EF)，顶端沉降、孔隙百分比和温度随X的变化曲线。可以看到，孔隙的存在使沉降和温度有所增加，而温度的影响则使沉降减小和孔隙体积百分比增加，这是因为能量部分转换成热能，引起耗散的结果。

图4 时刻，各物理量随X的变化曲线

Fig.4 Variation of physical quantities with X at

计算中，还画出了经过10个周期后，在不同时刻，沉降、孔隙百分比和温度的等势图，限于篇幅不再列出。从这些图中看到，沉降、孔隙百分比和温度随时间的变化从对称分布变为反对称分布。表1给出了时间步长，在时刻，不同布点情况下，顶端中点处沉降、孔隙百分比和温度值的比较。可以看出，结果是收敛的。

表1 布点对顶端中点处各物理量的影响()

Table 1Effect of the node distribution on physical quantities at the midpointon the top ()

计算中，还数值地研究了各参数的影响。可以看到，不同的参数对各物理量的影响是不尽相同的，例如，孔隙体积百分比随孔隙率变化扩散系数的增加而减小物理论文，温度随的增加而增加，沉降随的增加而略有减小。沉降、孔隙体积百分比和温度都随位移-孔隙耦合数的增加而显著增加。孔隙体积百分比和温度随孔隙-温度耦合参数的增加而增加，而沉降增加较少。但是，孔隙体积百分比和温度随孔隙-温度耦合参数的增加是先增后减，沉降随的增加而略有增加。还可以看到，孔隙体积百分比和温度随位移-温度耦合参数的增加而增加，但是沉降则随的增加而略有减小。

3.2 在周期性温度载荷作用下地基的动力学响应

假设给定周期性温度载荷为，利用同样的求解方法和参数进行了数值计算。计算中取，表2给出了在时刻时，顶端中点处沉降、孔隙体积百分比和温度的数值结果。可以看出，随着耦合参数的增加，孔隙体积百分比增加，温度则减小。沉降随的增加而增加，随的增加而减小。

表2 顶端中点处各物理量的值()

Table 2 Values of physical quantities at the midpointon the top ()

3.3 极限车载作用下地基的动力学特性

考察如图5所示深度为的孔隙热弹性无限长的岩土场地上，每隔一定的车间距，都有一辆质量相等的车沿着相同的方向等速前行。给定车重，车速(移动荷载行进的速度)，轮间距。

图5极限移动车载下地基的物理模型

Fig. 5 Physical model of foundation subjected to a limitmoving vehicle load

从图5所示岩土地基物理模型中取出一个周期性区域来进行分析，则在每个周期区域中的车辆载荷可以给定为

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其中，，，为取整函数。在运用DQM来进行数值模拟时，作用在第和个节点上的载荷可以近似表示为(图6)

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