Волны в насыщенном жидкостью пористом вязкоупругом материале

Abstract

Розв’язувана задача є прямою аналогією задачі, дослідженої раніше для насиченого пружного матеріалу, на випадок пористого насиченого рідиною в’язко-пружного середовища. В якості теоретичної моделі середовища використовується класична лінійна схема Біо. Система зв’язаних інтегрально-диференціальних рівнянь для переміщень скелета і рідини отримані за допомогою принципу Вольтера і операторного методу Работнова. Поширення лінійно-пружних хвиль вивчається для півпростору, на граничній поверхні якого діє гармонічний короткочасний імпульс заданої частоти. Викладено процедуру розв’язання задачі за методом перетворення Лапласу за часом. Побудований аналітичний розв’язок задачі в просторі зображень Лапласа з врахуванням в’язко-пружності скелета, процедура оберненого перетворення детально описана.

The linear viscoelastic waves in the half-space are studied, when the harmonic short-time pulse acts on the boundary surface. The theoretical model is based on the classical linear Biot’s model. A system of coupled integro-differential equations for the displacements of skeleton and the fluid is obtained using the Volterra principle and Rabotnov’s operator method. The problem is solved by the Laplace transform method. The analytical solution in the space of images is obtained taking into account of the skeleton viscoelastic properties. A procedure of inverse transform is described in details.