Файл: Волны в двухкомпонентных средах..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.07.2024

Просмотров: 160

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

14

 

 

 

JtA 4 B\ =Bl; (At -tfjlfijfJ-tB fjio,

(1.2.i6)

f t f * 4

- f \ ; a i d e d ,

/ -

Q3 j o

и м <x>,

(I .2 .I ? )

где

 

 

 

 

 

a * A t* / к

) i - J z + f z

i

c = (Ai^JUs)', d

z h w ,

 

d M - A

d) .

n

d*(AQ~&c)

9s~ Oi-бг

9i~ f ( Q i - c d )

’ Vl~

f t o t - c d )

В некоторых задачах полезно иметь уравнения движения в перемещениях. Для двумерных задач уравнения движения в пе­ ремещениях имеют вид:

t!f,-

 

 

 

<л -

Sic/г I дг и ^

Z . f/-J

. Л

£t°ti yfulc . / .,

J y)ZU t\

- S '

 

J 4 i

 

4 № W v j j T 1

- и

t „

,

j?

xiiM

pitas

W

+/ 3

Иг

!Ьхщ J Jit gt*

Эт^


 

 

 

15

 

 

. St

\ Ut

£ + f/j +р и ,

j дг

a 19 1

,

+ S

дхдц

J |W v+<?_//,+

j, Jg^

gyi

+

+

 

 

 

 

a-2-18’

► fa м + ^ $ ! f ^ к Щ § * а ,

= р

1 1

14

й + 0 Ш и

f i z

g fi

+Jzz gt*

 

Двухкомпонентная среда,

содержащая жидкую

 

 

компоненту (модель М. Био)

 

 

 

Другим частным случаем двухкомпонентной среды рассмот­

рим среду,

состоящей из упругого и жидкого

компонента.

 

Данная среда также является частным случаем уже рассмот­

ренной п -

компонентной сплошной среды.

 

 

 

Изложем ее как модель М. Био /46-477,

причем упругую

составляющую будем считать в общем случае

анизотропной.

 

Для такой среды связь между компонентами тензора напря­

жений б"у- упругой компоненты и средним давлением

6 в жид­

кой

компоненте равна

 

 

 

 

 

G ^ - K o P ,

 

 

( I .3 .I )

где

40-

пористость среды,в таком случае

Р -

гидродина­

мическое давление в жидкой среде.

имеет вид

 

 

бхъ

+ Qt3 Si

+ Q' So

г

 


16

- @чч

6- = £?• £ + R ' £ 0 '

здесь

c

dUx .

_ Ъ@Ц . r

<-*д:

За:

' <-УУ~<9у ' c t*

 

 

(1 .3 .2 )

_ ЭУа

f. ~ d_{c +c

+c )

3 3 '

c ' a

i

Ux,u%,ui

-

смещения

в

точке упругой компоненты;

 

У х . Щ Л -

смещения в

точке.жидкой компоненты;

 

- константы двухкомпонентной среды.

 

 

 

Уравнения движения

(1 .2 .5 ) принимает вид

 

 

djt

- м

,

0

- W

 

 

 

д +> +

&

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 .3 .3 )

где

a f ,jj

~

пробегают значения

(2 /У , 2-) i U ,

U

- вектора

смещения с

компонентами

t Uoc.

 

 

Если среда изотропна, т .е .

 

 

Огг ~@ъъ

 

 

 

)

@it ~ Q ii-Л '

@чч -J J ,

(1 .3 .4 )

то,

вводя потенциальные функции по формулам,

 

 

и = g ta d ф + r o t Щ ;

 

 

(1 .3 .5 )

U = $ ta d Фг + t o t Уг ,

V r - { D - ,V j “ ; V ; ' l ,


 

 

 

 

17

 

 

 

вместо уравнений

(1 .3 .3 ) получим следующие:

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

U + 2 j u ) A (Pi4 QA<pz = J i £ &

+

 

Q Дф<

•+

 

=£ z ! ^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 .3 .6 )

 

Э*г "

JU

ЭР

^ = / г / 2 ) .

 

Если ПОЛОЖИТЬ,

ЧТО

 

 

 

 

Ф> = f >

 

Ф,

^

 

 

(1 .3 .7 )

 

 

 

 

в первые

два уравнения

(1 .3 .6 ),

то

для Ji

получим алгеб­

раическое

уравнение

 

 

 

 

 

р*,

Ш 2 /и )& г- 2 & ± р _ A±Q М + гу)£ г_

(1 .3 .8 )

^SzzQ -J3*/? ^ &*Q-RSb

откуда имеем два действительных значения

р.

 

 

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф > = ^ + <4

) Фг =^*¥*

+ / г ^

,

(1 .3 .9 )

где

^

и

^

удовлетворяют волновым уравнениям:

 

 

 

А (д -

^

У ^

.

л (О

г- jL. . д

V* •

/ I

3

10}

 

 

а \" Я * ~

»'

 

 

 

(I .3 .I0 )

здесь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

а 4

^ н е ж

_

<3

+/?а

_

, т

о

тт\

Очевидно, последние два уравнения можно привести к виду:

АЦ/« ± l t b

9 ! Г _ & Г У ?

(1.3.12)

d t z ‘

d t г ~ Лг д t z

Гос. публичная

Бмучно-техничес*ая библиотека ССОР


18

где

p z = cT^Jzz

~ S * 2

Следовательно, в случае изотропной двухкомпонентной среды, состоящей из упругой и жидкой компоненты, в среде распространяются две продольные и одна поперечная волны.

Г л а в а

2

ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОДВИЖНЫХ НАГРУЗОК НА ДВУХКОМПОНЕНТНЫЕ ИЗОТРОПНЫЕ СПЛОШНЫЕ СРЕДЫ

Воздействие подвижной нагрузки на двухкомлонентное упругое полупространство.

Пусть по поверхности двухкомпонентного упругого изотроп­ ного полупространства у £0 перемещается с постоянной скорос­ тью 0 нагрузка интенсивности P0S~( х 1- 9>{) под углом 9

к поверхности, что соответствует следующим для компонентов тензоров напряжений выражениям:

=в$(х'-&} (i - t o );

 

£,*. = - £ С я в

 

 

-Ъ -t)

 

 

Луу -

d.i_ ~ Р0 Siy, в

 

«Г

>

(2 . I . I )

 

= - Р0 С * 9 )C o Ji-№ -W

 

при

у - О

, где

£0

-

коэффициент пористости.

 

Движение

среды в полупространстве у 4 0

описывается

системой волновых уравнений

 

(1 .2 .1 2 ), (1 .2 .13) (при 9=0-

отсутствия диффузии):

 

 

 

 

■ B tг

1

j = i и 2

 

А = ' ТэЧ-г

.1.2)

 

 

(2

где скорости

и

 

 

определяются

по

формулам

(1 .2 .14) - (1 .2 .1 5 );

 

 

А -

двумерный оператор Лапласа.

Потенциалы

 

и

^

будем искать

в

виде: