Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Волны в двухкомпонентных средах

..pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
6.29 Mб
Скачать

252

Как видно из полученного результата, четыре произволь­

ные постоянные,

входящие как в выражение для и , так и в

выражение

у

*

зависят

 

от

Ь .

 

Подставляя

(8 .3 .6 )

в

(8 .3 .1 )

и (8 .3 .2 ) получим:

± и

* + (Xo+zjUo)f

ОУ1фн] А

- J L

к

 

 

 

 

 

 

 

 

(8 .3 .8 )

 

 

 

 

 

■=о ;

 

 

 

 

 

/Ih Q

 

^

- О .

 

Откуда

определяем коэффициенты

п - _/L _ А о <

 

п _ Л _ A s ,

'

£

'

До

 

л ~ £

А

п - J L .

 

А

з

 

 

 

 

к

 

 

А о

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

А а~

Ш

 

tXn+2jJo)jioi

]/\0XL-^0^fX°+^o)jioz^z]Д +

+[Ao+(Jo+2fo)jl03 Ъ 1А оЯ ^ (Хо

'

253

-£o>)(jioZ% - ;

A * = ^ - Х Л ^ о Л ч - M ) e . * ( M l ) h +

Д а = ® - J b H S n f r - > * , ; e e fiM ? J ',+

*Щ г~4°г)1$ °4Cli~'fi<>i<ln)6.

^

^

4

~*r ^4~J>'>l<){J,ot<lz ~

f o z f y l j s

^ 1

4 * ^ J

A ou- ( p - J * K M >

- J n W

e c0lt*4 tlh +

Щ г -jioJi£ о ф - ^ р ) е щ м *}1"±

Щ з - f c j K j c , ^ - f o 4 , ) e m M h

Предположим, что скорость подвижной нагрузки равна

~ 2= a jfo tfo + Z A b )

J o ( Я С~t 3 JU o )

Тогда корнями уравнения (8 .3 .5 ) будут

%t,z = г"ч 1/|-г t f o f ^ Q [ E 1^

и

254

7

1,4 ~ г

где

ifJUoMt+ZJUo)

(Ло-+ 3jUv)z

Подставляя значения (fh в (8 .3 .6 ), получим решение задачи

для этого случая:

оо

U=^[[&ехр(^*№кц-о№кГ‘)+J/tezp(yl¥~{a^-Oi^c?)]*

О

■[Я3ехр(^Ф11сч-а,3*гкгШ}*Аехр(-$Ча!!1(*-ау1сг j]j*

' e x p ^ - & iY]K(<x-U)d\<!,

оо_______________ _______

v--j([^кетр{уЦ\р11сц-а^кг> J ,4 expi^-ia'l^-a'^icг')]'

о

 

к

* U гхр ( ~ ^ £ + \ ) +

 

+ А е х р ( - ^ ^ ^ i a f i c u~a'3ciT) r 1)]}

4

*Св*>>сСх- ^ i ) d x .

Интегралы в выражениях (8 .3 .7 ) аналитически не вычисля­ ются. Поэтому мы их будем решать численно,

Результаты численных расчетов с помощью ЭВМ

С помощью ЭШ "М-220" была решена следующая частная за­ дача для упругого неоднородного слоя, лежащего на жестком

255

основании, при следующих граничных условиях:

 

^ 3 =

'

Р > 0 * ' > о ,

 

 

&х.у -О

 

при

у

-

О

(8 .4 .1 )

и

 

 

 

 

 

 

V = О

 

 

у

-

k

 

6 ^ = 0

 

при

(8 .4 .2 )

Используя решение задачи третьего раздела главы полу­ чим решение данной задачи:

и =2_ /X

K(x.-tot)chc,

н-i о

(8 .4 .3 )

 

4 f

 

1У- 2 1 J j30

( &* < * - №) d к-

Аналогично для напряяения:

t

fe/ г / о ^ + jmq j ] А

р +*с!нк(х~2Ус/>с,

h-t j

^

 

^

оО

 

е**у=2

//о Щ„-уо„1А&к1^

Р14<*%пк (х-Ы) ofк .

И=Уо

 

Интегралы вида (8 .4 .Ь ) и

(8 .4 .4 ) выполняем численно с

помощью ЭВМ. Для этого интервал, изменения интегрирования

интегралов

разобьем

на две: от 0 до А и от А до оо .

Ин­

теграл от

А до

вычисляется методом Филона.

Разби­

256

вая интервал интегрирования на 2$ частей, получим:

ОО

J 4 (И.)CeiK*dlC=Д fo {ctoo4(4)&lYlk^foo^lS^ifoO(-ZS-i ] J

 

0

 

 

 

 

 

 

где

Сг5

сумма всех

четных

ординат кривой

y=f(k:)C&>lcxi

находящихся мевду 0

и

А ,

за

исключением половины первой

и последней

ординат;

 

С23^

сумма всех нечетных ординат. Ве­

личины et„o

, J i 0o

и

$>о

являются функциями Я =xAh

( ЛИ - интервал деления) и

определяются для

небольших зна­

чений

Эв

по формулам:

 

 

 

,29? 291. 2 $

ОГо° ' U 3 J S

 

 

_ 2

, 291

ЩЧ г $

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1$

 

W f

&GV

 

 

 

 

 

 

 

у.

I

 

,

01

9?

1

 

 

 

 

 

 

о00 ~ 3

i5 -

310

11340

 

 

 

 

 

 

Аналогично вычисляется интеграл вида:

 

 

 

 

 

 

Л

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

J4(k)£(ь кW>c =Лb Г<*°° 4($&Х 3^00Su+^0gzs_i j ^

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

З ц

означает сумму всех

четных

ординат

кривой

^

=

= ^(Ь)$1юсОс , находящихся мевду 0

и

А

, за

 

исключением

 

половины первой и последней ординаты.

 

 

означает

 

сумму всех

нечетных

ординат.

Значение

А

определяется в

процессе вычисления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коротко остановимся на вычислении

интеграла от

А

до

.

Значение А

выбирается таким

образом,

чтобы можно

 

пренебречь

членом

.

Тогда уравнение вида

(8 .3 .5 )

пере­

ходит

к виду:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+a't p +а'г =о.

 

 

 

 

 

 

 

Значит,

и

 

не

зависят от

К .

Тогда

<JL = -

 

,

(ji =

Jbi =

-J3j

fi3= f>y .

Первый интеграл системы

257

 

 

 

 

 

У/h o

 

 

 

Рис.39.

 

(8 .4 .3 )

в интервале

от Л

до

оудет равен

 

 

w =

 

 

& y , K * e h e .

 

 

Ч --1 л

 

 

 

Отделим реальные

части

 

 

U =Яо.

[ (^ ~ Ъ ) г Е .

l<

~P*4-Ql ]

 

h - i

'

н - t

<j-S 1

Здесь оператор

 

 

 

7

OO

 

-

r .

 

-y~ /,i» y

nl

М+и+г/уХЫЬПьМ1

* ~ h ' n j h s! ^ { a +

<5(1>/б (П

-

x y / x y

 

Gw / %

Рис. 40.

Рис.41

 

 

2[О?

Яг+<?хН * » ~

& t y

7,

Gj, ~

Oj ~d(И , -Щ г ЩННсЖЩг- (Y*~

 

Аналогично вычисляются другие интегралы (2 .3 .3 )

и

(2.3.4)-.

Значения напряжений, вычисленные для значений не­

однородности,

<*■ = -0,0 0 1 ,

о< =-0,01 и

р< =-0,1 (напряже­

ния, соответствующие указанным значениям неоднородности

обозначим верхним индексом 1 ,2 ,3 ) . На графиках приведены

отношения напряжений,

вычисленных для

с*. - -0,0001

при

h. =10,

X

=10,

0 = $ z .

На рис.39,40,41

кривые 1 и 2

соответ-

сгвуют

 

 

л т

Л

/JJ

и т .д . Графики пока­

значения/

; £ 'i

 

 

 

^

 

 

зывают, что с увеличением значения неоднородности рреды (в рассматриваемом случае) напряжения уменьшаются. С измене­ нием глубины нормальные напряжения убывают медленнее, чем горизонтальные и касательные.

260

 

 

 

 

Литература

 

 

 

1. А б д у л л а е в

 

Т.М., К а д и р б а е в

Н. , Ф и ­

л и п п о в

И.Г;

Распространение плоской волны в

трехслойной двухкомпонентной анизотропной среде.

"Известия АН УзССР- , серия техн.наук,

1969, №6.

2. А р т а к о в

Т.У. Раодровираиение плоских волн в по­

ристой, жидконасащеннвй анизотропной среде, "ДАН

УзССР", 1969, А 10.

 

 

 

3. А р т ы к о в

Т.У. Авторефер* наид.дисс.,Ташкент,

1969.

 

 

 

 

 

 

 

4. А р т ы к о в

Т.У. Волны, вызванные импульсом сдвига.

В сб.

"Сейсмология я сейсмогеология в

Узбекиста­

не",

Ташкент,

Изд-во "Фан" УзССР,

1972.

5. А р т ы к о в

Т .У ., Р а с у л о в

М.К., С а а т о в

Я.У. Об одном свойстве пористых сред, насыщенных

жидкостью. "ДАН УзССР", 1973, й 8.

 

 

6. Б а д ы г о в

Р.А. Автореф. канд.дисс., Алма-Ата,

1972.

 

 

 

 

 

 

 

7. Б а х р а м о в

 

Б.М ., Ф и л и п п

о в

И.Г. О движе­

нии жесткого штампа по границе двухкомпонентного

полупространства, "Известия АН УзССР",

серия ф из.-

мат.наук, 1970, А 6.

 

 

 

8. Б р е х о в с к и й

Л.М. Волны в

слоистых

средах, М.,

1965.

 

 

 

 

 

 

 

9. Д ы м о в

Ю.В.,

Ф и л и п п о в

И.Г. Динамическая

задача о сжатии упругого слоя тупыми телами (двух­ компонентная среда), Тезисы Первой республиканской конференции молодых ученых по механике твердого деформируемого тела, Киев,1969.

Ю . К а с а ч е в с к и й Л.Я. О распространении упругих волн в двухкомпонентных средах, "ПММ", т.23, % 6, 1959.

11.К о л ь с к и й Г. Волны напряжения в твердых телах.

М., ГИГИЛ, 1965.

12.К у р а н т Р. Уравнения с частными производными-. И;' Мэд-во "Мир", 1964.

261

IS . Л а в р е н т ь е в M.A., Ш а б а т Б.В. Методы тео­ рии функции комплексного переменного, М.,1965.

14.Л я в А. Математическая теория упругости, ОНТИ НКВД, М .-Л ., 1935.

15.Н и к о л а е в с к и й В.Н. и др. Механика насыщен­ ных пористых сред, М., Изд-во "Недра", 1970.

16> Н и г м а т у л и н

Р.И. К теории смесей Грина и Нах-

 

 

ди,

"Журнал прикладной механики

и теоретической

 

 

физики", 1970, й 3.

 

 

 

 

 

 

17. Р а х м а т у л л н

Х.А. Основы газодинамики взаимо­

 

 

проникающих движений сжимаемых

сред,

"П№",

т.20,

 

 

J6

2,

1956.

 

 

 

 

 

 

 

18.

Р а х м а т у л и н

Х.А.,

Д е м ь я н о в

Ю.А. Проч­

 

 

ность при интенсивных кратковременных нагрузках,

 

 

М., Физматгиз, 1961.

 

 

 

 

 

 

19.

Р а х м а т у д и н

Х .А .,

С а а

т

о в Я.У .,

С

а ­

 

 

б а

д а

ш П.Ф. . Ф и л и п п о *

И.Г. Двумерные за­

 

 

дачи по неустановившемуся движению сжимаемых сред,

 

 

Ташкент, Изд-во "Фан" УзССР, 1969.

 

 

 

20. С а

а

т

о в

Я .У .,

А б д у л л а е в

Т.М. К изучению

 

 

распространения упругих волн в двухкомпонентной

 

 

изотропной среде."Узбекский геологический журнал",

 

 

1970, Л 2.

 

 

 

 

 

 

 

21. С а

а

т

о в

Я .У .,

Д ж у р а е в

М., Волновые

поля, воз­

 

 

буждаемые при движении поршня с жестким фланцем на

 

 

границе с двухкомпонентной упругой средой-"ДАН

 

 

УзССР",

№I I , 1973.

 

 

 

 

 

 

22. С а

а

т

о в

Я .У .,

К а д ы р б а е в

Ы.И. О распростра­

 

 

нении плоской волны в анизотропном двухкомпонентном

 

 

полупространстве. Материалы симпозиума по распрост­

 

 

ранению упругих

и упруго-пластических

волн,

 

Таш­

 

 

кент, Изд-во "<Ьан" УзССР, 1969.

 

 

 

 

23. С а

а

т

о в

Я.У. Динамическая контактная

задача

для

 

 

штампа с плоским основанием, лежащем на двухкомпо­

 

 

нентном упругом полупространстве. Материалы третьей

 

 

всесоюзной конференции по динамике оснований фунда­

 

 

ментов и подземных сооружений,

Ташкент,1973.