平面P波入射下海底衬砌隧道地震响应解析分析

作者：朱赛男; 李伟华^*; Vincent W Lee; 赵成刚

来源：岩土工程学报, 2020, 42(08): 1418-1427.

• 海底衬砌隧道
• 平面P波
• 散射问题
• 地震响应
• 解析解

基于Biot流体饱和多孔介质和理想流体介质波动理论,采用Hankel函数积分变换法(HFITM),在考虑水下饱和土的流固耦合及水–土–结构动力相互作用条件下,给出海底衬砌隧道对平面P波散射问题的解析解。Hankel函数积分变换法能够较好地处理半空间表面边界条件,避免了传统研究中的"大圆弧假定"。在解析解的基础上,计算分析了入射角度、入射频率、海水水深和隧道埋深等因素对场地位移和隧道应力的影响。结果表明:入射角度、入射频率、海水水深和隧道埋深对场地位移和隧道应力影响明显;入射角不同时,场地水平位移和隧道动水压力随着入射角的增加而增加,竖向位移和隧道总应力随着入射角的增加而减小;入射频率不同时,隧道应力随着频率的增加而明显减小;海水水深不同时,水深为10倍隧道半径时的场地位移和隧道应力最大;隧道埋深不同时,场地位移和隧道应力随着埋深的增加而减小。

• 单位
  北京交通大学; 建筑工程学院