弹性半空间含脱空区的衬砌隧道对平面P、SV波的散射

作者：刘中宪; 邵贤蕊; 梁建文; 赵延喜; 杜建梅

来源：应用基础与工程科学学报, 2020, 28(05): 1158-1171.

DOI：10.16058/j.issn.1005-0930.2020.05.013

• 平面波散射
• 动应力集中
• 间接边界积分方程法
• 衬砌隧道
• 脱空区
• 半空间 scattering of plane waves
• dynamic stress concentration
• IBIEM
• lined tunnel
• the void area
• half space

弹性半空间含脱空区衬砌隧道对平面P、SV波的散射规律尚不明确.采用一种高精度的间接边界积分方程法,将脱空区看作表面不相接触的界面裂纹,在衬砌内外表面附近引入虚拟波源面,衬砌内外的散射场由此面上的膨胀波源和剪切波源构造所得,进而据边界条件建立方程并求得虚拟波源密度,总波场由自由场和散射场叠加而得.数值分析结果表明:脱空区衬砌隧道附近波的散射同无脱空区情况相比差异显著,动力反应特征主要依赖于脱空范围、脱空位置、波入射角、无量纲频率等参数.总体上看,脱空对衬砌环向应力局部放大可达3倍以上,特别是对脱空区附近衬砌外壁放大更为显著.地表位移和衬砌应力均存在着"低频共振"现象,谱曲线峰值一般出现在低频段....

• 单位
  天津城建大学; 天津大学; 中国市政工程华北设计研究总院有限公司; 南京工程学院