книги из ГПНТБ / Волны в двухкомпонентных средах
..pdf252
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. |
|
||||||||
