發(fā)布時(shí)間：2021-02-17 01:56

　　采用間接邊界元法（IBEM）結(jié)合"分區(qū)契合"技術(shù),研究qP波入射下橫觀各向同性（TI）場(chǎng)地中襯砌隧道的動(dòng)力響應(yīng)問題。方法充分利用半空間和全空間動(dòng)力格林函數(shù)在分別構(gòu)造含孔半無限空間域和閉合域內(nèi)散射波場(chǎng)方面的優(yōu)勢(shì),將含有襯砌隧道的層狀彈性半空間分解為含孔半無限空間域和一個(gè)環(huán)形襯砌閉合域來分別進(jìn)行波場(chǎng)構(gòu)造,有效地降低了求解時(shí)間和存儲(chǔ)量。文中驗(yàn)證方法的正確性,并以均勻TI半空間和基巖上單一TI土層為例,計(jì)算分析彈性半空間場(chǎng)地中隧道襯砌內(nèi)表面動(dòng)應(yīng)力放大問題。結(jié)果表明qP波入射下,TI介質(zhì)與各向同性介質(zhì)場(chǎng)地中埋置襯砌隧道的動(dòng)力響應(yīng)差異顯著,TI介質(zhì)參數(shù)的變化導(dǎo)致場(chǎng)地動(dòng)力特性的改變,進(jìn)而改變場(chǎng)地與襯砌隧道的動(dòng)力相互作用機(jī)制,顯著影響著襯砌內(nèi)表面動(dòng)應(yīng)力的大小及其空間分布。 

【文章來源】：地震工程學(xué)報(bào). 2020,42(04)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

本文結(jié)果與文獻(xiàn)[6]的比較

其次,將TI半空間退化為各向同性情況,與文獻(xiàn)[7]無阻尼彈性半空間中剛性襯砌結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證本文方法。隧道埋深H/a1=2.0,襯砌內(nèi)外半徑比a1/a2=0.9,取Eh=Ev=0.032E′,泊松比均為0.25,ρ/ρ′=0.8。圖3給出了本文結(jié)果與文獻(xiàn)[7]結(jié)果的比較,入射波的角度為ψ=90°、60°、30°、5°(ψ=90°為垂直入射波,ψ和θα互余),可以看出對(duì)比結(jié)果非常吻合。3 計(jì)算結(jié)果與分析

由圖4可以看出,較大的動(dòng)應(yīng)力常出現(xiàn)在襯砌兩側(cè),而襯砌頂部和底部的值卻較小。當(dāng)qP波低頻(η=0.5)入射時(shí),隧道襯砌內(nèi)表面動(dòng)應(yīng)力σ*θθ值較大。隨著入射波頻率增大,σ*θθ有所減小。而在同一入射角度和頻率下,不同TI介質(zhì)參數(shù)場(chǎng)地中襯砌動(dòng)應(yīng)力值有著非常大的差別。通常情況下,當(dāng)入射角度ψ與Eh/Ev大小變化一致時(shí),動(dòng)應(yīng)力值增大。例如,當(dāng)qP波垂直入射時(shí),襯砌動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)σ*θθ隨著Eh/Ev的增大而增大,而以ψ=30°入射時(shí),場(chǎng)地1中的σ*θθ值較大,不同Eh/Ev情況下σ*θθ的差值最大達(dá)到4.23倍。這是因?yàn)門I介質(zhì)參數(shù)的改變,改變了半空間中qP波的傳播速度,使得入射波、反射波和散射波的相干機(jī)制發(fā)生變化,導(dǎo)致不同TI介質(zhì)場(chǎng)地下的動(dòng)應(yīng)力集中系數(shù)差異明顯。以往基于場(chǎng)地各向同性的假設(shè)可能導(dǎo)致襯砌動(dòng)應(yīng)力值偏小,因此在隧道抗震設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)場(chǎng)地的各向異性應(yīng)給予充分的考慮。3.2 基巖上單一土層的結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3037242