【摘要】：將分?jǐn)?shù)階微積分理論引入Kelvin-Voigt本構(gòu)模型,以描述黏彈性飽和土體的力學(xué)行為。對飽和土體一維固結(jié)方程和上述分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)Kelvin-Voigt本構(gòu)方程實(shí)施Laplace變換,聯(lián)立求解得到變換域內(nèi)有效應(yīng)力和沉降的解析解。采用Crump方法實(shí)現(xiàn)Laplace數(shù)值反演,從而獲得了物理空間一維固結(jié)問題的半解析解,并將其退化到彈性和黏彈性兩種經(jīng)典情形,分析表明,它與經(jīng)典解析解完全相同,這證明了經(jīng)典彈性和黏彈性解析解可視為本研究提出分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)黏彈性解的特例。開展了參數(shù)研究,即分析了相關(guān)各種參數(shù)對固結(jié)沉降的影響。研究表明,瞬時(shí)荷載情形下分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)黏彈性飽和土體一維固結(jié)最終沉降量與黏滯系數(shù)和分?jǐn)?shù)階次無關(guān),而不同黏滯系數(shù)和分?jǐn)?shù)階次對固結(jié)時(shí)間有較大影響。其研究結(jié)果有助于深入認(rèn)識黏彈性飽和土體的固結(jié)力學(xué)行為。
[Abstract]:The fractional calculus theory is introduced into the Kelvin-Voigt constitutive model to describe the mechanical behavior of viscoelastic saturated soil. The one-dimensional consolidation equation of saturated soil and the above fractional derivative Kelvin-Voigt constitutive equation are transformed by Laplace transformation, and the analytical solutions of effective stress and settlement in the transform domain are obtained by simultaneous solution. Using Crump method to realize Laplace numerical inversion, the semi-analytical solution of one-dimensional consolidation problem in physical space is obtained, and it is reduced to two classical cases of elasticity and viscoelasticity. The analysis shows that it is identical to the classical analytical solution. It is proved that the analytical solutions of classical elasticity and viscoelasticity can be regarded as special cases of fractional derivative viscoelastic solutions in this paper. Parameter study was carried out, that is to say, the influence of various parameters on consolidation settlement was analyzed. The results show that the final settlement of one-dimensional consolidation of fractional derivative viscoelastic saturated soil is independent of viscosity coefficient and fractional order, but different viscosity coefficient and fractional order have great influence on consolidation time. The results are helpful to understand the consolidation behavior of viscoelastic saturated soil.
【作者單位】： 上海工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通學(xué)院;上海大學(xué)土木工程系;
【基金】：上海工程技術(shù)大學(xué)研究生創(chuàng)新項(xiàng)目(No.15ky0119)~~
【分類號】：TU43

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本文編號：2218430