当前位置:主页 > 管理论文 > 城建管理论文 >

爆炸荷载作用下深埋圆形隧洞的饱和黏弹性土-衬砌系统动力响应

发布时间:2018-01-30 19:00

  本文关键词: 饱和黏弹性土 隧洞衬砌 爆炸载荷 动力响应 Laplace变换 出处:《岩土力学》2015年07期  论文类型:期刊论文


【摘要】:假定土骨架服从标准线性固体黏弹性本构关系,研究了深埋圆形隧洞的饱和黏弹性土-弹性衬砌耦合系统在轴对称爆炸作用下的瞬态动力响应。首先,基于饱和土的Biot模型和衬砌的弹性理论,通过引入势函数和Laplace变换,利用弹性衬砌和饱和黏弹性土界面处的连续性条件以及边界条件,得到饱和黏弹性土体和弹性衬砌位移、应力和孔隙水压力等在Laplace变换域中的解析解。其次,利用Laplace数值Crump逆变换得到耦合系统在时间域的动力响应,数值分析了不同土体模型下土体-衬砌耦合系统的径向位移和环向应力以及土体孔隙水压力等。结果表明:对不同土体模型的土体-衬砌耦合系统,其在爆炸载荷作用下的动力响应性态基本一致,但动力响应的振动周期和幅值等具有明显的差异。同时,对于饱和黏弹性土-弹性衬砌系统,土体黏性参数对土体径向位移和孔隙水压力有明显的影响,但对土体环向应力影响较小。
[Abstract]:The transient dynamic response of saturated viscoelastic soil-elastic lining coupling system of deep buried circular tunnel under the action of axisymmetric explosion is studied on the assumption that the soil skeleton is based on the standard linear viscoelastic constitutive relation. Based on the Biot model of saturated soil and the elastic theory of lining, by introducing potential function and Laplace transformation, the continuity condition and boundary condition at the interface of elastic lining and saturated viscoelastic soil are used. The analytical solutions of saturated viscoelastic soil and elastic lining displacement, stress and pore water pressure in the Laplace transform domain are obtained. Secondly. The dynamic response of the coupled system in time domain is obtained by using the Laplace numerical Crump inverse transformation. The radial displacement, circumferential stress and pore water pressure of the soil-lining coupling system under different soil models are numerically analyzed. The results show that the soil-lining coupling system with different soil models is obtained. The dynamic response behavior under explosion load is basically the same, but the vibration period and amplitude of the dynamic response are obviously different. At the same time, for saturated viscoelastic soil-elastic lining system. The parameters of soil viscosity have obvious influence on the radial displacement and pore water pressure, but have little effect on the circumferential stress of soil.
【作者单位】: 上海大学土木工程系;
【基金】:国家自然科学基金项目(No.10872124)
【分类号】:TU435
【正文快照】: 1引言土体是典型的黏性介质,其相关应用研究已有较丰富的成果[1?3],而Biot[4]、Wijesinghe等[5]最早讨论了多孔材料的黏弹性性质。在此基础上,将土体视为Kelvin-Voigt体,Bardet[6]提出了一个满足Biot理论的黏弹性本构模型,并与已有的多孔介质模型进行了对比研究。徐长节等[7]

【参考文献】

相关期刊论文 前9条

1 丁桦,郑哲敏;爆破震动等效载荷模型[J];中国科学E辑:技术科学;2003年01期

2 徐长节,蔡袁强;粘弹性饱和土中球空腔的动力响应[J];土木工程学报;2001年04期

3 高华喜;闻敏杰;;具有黏弹性衬砌的深埋圆形隧洞饱和土动力响应[J];岩石力学与工程学报;2012年02期

4 高盟;高广运;王滢;冯世进;;均布突加荷载作用下圆柱形衬砌振动响应的解析解[J];岩土工程学报;2010年02期

5 蔡袁强;陈成振;孙宏磊;;爆炸荷载作用下饱和土中隧道的瞬态动力响应[J];岩土工程学报;2011年03期

6 祝彦知,李冬霞,方志;横观各向同性饱和土体三维粘弹性动力分析[J];岩土力学;2005年10期

7 刘干斌,谢康和,施祖元;黏弹性饱和土体中圆形隧洞动力相互作用[J];浙江大学学报(工学版);2005年10期

8 刘林超;苏子平;;分数导数粘弹性模型描述的土体中球形空腔的稳态响应[J];中南林业科技大学学报;2010年08期

9 闻敏杰;杨骁;高华喜;;具有球形空腔饱和土分数导数黏弹性土的动力特性[J];岩土力学;2013年04期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 金晶;尚晓江;丁桦;;地下结构震动响应数值方法研究[J];兵工学报;2008年01期

2 龙丽平,伍彦峰,丁桦,费斌军;运用爆破震动来识别地下裂隙和软弱夹层[J];北京航空航天大学学报;2005年06期

3 唐廷;王明洋;赵跃堂;;弹性空腔膨胀中边界条件的转换方法[J];爆炸与冲击;2009年02期

4 尚晓江,丁桦;爆破近区地质结构特性对震动信号传播的影响研究[J];工程爆破;2005年03期

5 邓志勇;张志毅;汪旭光;;软黏土地基爆夯动力固结法试验研究[J];工程爆破;2006年03期

6 刘干斌,谢康和,施祖元;粘弹性饱和土体中半封闭圆形隧洞的动力响应分析[J];固体力学学报;2004年03期

7 高盟;高广运;王滢;;半空间饱和土中圆柱形衬砌内荷载引起的动力响应解答[J];固体力学学报;2012年02期

8 高华喜;闻敏杰;;半封闭分数导数粘弹性衬砌隧道的频域响应[J];固体力学学报;2012年06期

9 徐学勇;武金贵;李炜;程康;;饱和土中爆炸应力波传播特性研究[J];爆破;2013年01期

10 高华喜;闻敏杰;;内水压作用下粘弹性饱和土-隧洞衬砌相互作用[J];工程力学;2013年03期

相关会议论文 前2条

1 唐廷;陈灿寿;王明洋;;地下爆炸地震波对地面结构的安全影响分析[A];第一届全国工程安全与防护学术会议论文集[C];2008年

2 蔡袁强;陈成振;孙宏磊;;爆炸荷载作用下带衬砌隧洞的瞬态动力响应[A];第2届全国工程安全与防护学术会议论文集(下册)[C];2010年

相关博士学位论文 前10条

1 周纪军;爆炸动载对近区锚杆支护结构影响的试验研究[D];中国矿业大学(北京);2011年

2 傅玉勇;层状场地中地铁隧道对沿线地震动及其附近建筑物的影响[D];天津大学;2012年

3 李强;考虑三维波动的饱和土中桩纵向耦合振动理论[D];浙江大学;2004年

4 刘干斌;软土隧道固结性状及相互作用理论研究[D];浙江大学;2004年

5 陈刚;弹性桩与饱和土的扭转动力相互作用研究[D];浙江大学;2006年

6 田迎春;层状黏弹性双相介质的动力响应与物性参数反演研究[D];北京交通大学;2007年

7 吴祥松;高速公路连拱隧道施工时空效应及动态三维反馈分析[D];同济大学;2007年

8 许红涛;岩石高边坡爆破动力稳定性研究[D];武汉大学;2006年

9 李洪涛;基于能量原理的爆破地震效应研究[D];武汉大学;2007年

10 徐学勇;饱和钙质砂爆炸响应动力特性研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 鉴学升;隧道爆破对地面振动影响的研究[D];长沙理工大学;2010年

2 张远华;城市隧道爆破开挖条件下地表建筑动力响应分析[D];重庆大学;2011年

3 李璐;隧道施工对既有气象雷达塔的影响研究[D];兰州交通大学;2011年

4 皮映星;交通荷载下浅埋隧道围岩和衬砌工作性能研究[D];湖南工业大学;2011年

5 周洪峰;准饱和土地基上刚性基础的竖向振动分析[D];浙江大学;2005年

6 石朝霞;地下石房分层开挖爆破对混凝土岩壁梁振动影响研究[D];山东科技大学;2005年

7 郑峰;爆破地震效应影响因素的研究及工程应用[D];武汉科技大学;2007年

8 张秋生;爆炸冲击波作用下框架结构的塑性极限破坏研究[D];北方工业大学;2008年

9 吕中玉;小间距隧道施工过程中的动力响应研究[D];湖南科技大学;2008年

10 李强;消力池爆破开挖对红石大坝影响的数值模拟[D];大连理工大学;2009年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李忠献;刘杨;田力;;单侧隧道内爆炸荷载作用下双线地铁隧道的动力响应与抗爆分析[J];北京工业大学学报;2006年02期

2 张庆元,战人瑞;爆轰载荷作用下球形空腔的动力响应[J];爆炸与冲击;1994年02期

3 刘林超;闫启方;杨骁;;分数导数粘弹性土层模型中桩基竖向振动特性研究[J];工程力学;2011年08期

4 高盟;高广运;王滢;杨成斌;熊浩;;饱和土与衬砌动力相互作用的圆柱形孔洞内源问题解答[J];固体力学学报;2009年05期

5 曹玉忠,卢泽生,管怀安,张幼平;抗爆容器内爆炸流场数值模拟[J];高压物理学报;2001年02期

6 高华喜;闻敏杰;;半封闭分数导数粘弹性衬砌隧道的频域响应[J];固体力学学报;2012年06期

7 刘干斌,顿志林,谢康和,施祖元;饱和土体中半封闭压力隧洞的应力和位移场[J];科技通报;2004年01期

8 黄文虎,王心清,张景绘,郑钢铁;航天柔性结构振动控制的若干新进展[J];力学进展;1997年01期

9 徐长节,蔡袁强,吴世明;饱和土中球空腔的瞬态动力响应[J];力学学报;2000年04期

10 史守峡,刘殿魁;SH波与界面多圆孔的散射及动应力集中[J];力学学报;2001年01期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 田力;高芳华;;地下隧道内爆炸冲击下地表多层建筑的动力响应研究[J];工程力学;2011年11期

2 杜国君,陈继荣;矩形板动力响应计算的迁移子结构法[J];数值计算与计算机应用;1994年04期

3 邓丽琼;用边界单元法求解弹性结构的动力响应[J];福州大学学报(自然科学版);1999年03期

4 林树枝,程耿东;求谐振动力响应及其灵敏度的直接迭代法[J];计算结构力学及其应用;1990年02期

5 纪振义,叶开沅;非均匀变截面梁动力响应的一般解[J];应用数学和力学;1994年05期

6 张秀华;张宇;段忠东;李玉顺;;爆炸荷载作用下钢柱的动力响应与影响因素分析[J];防灾减灾工程学报;2014年01期

7 王小岗,黄义;饱和地基三维非轴对称动力响应[J];青海大学学报(自然科学版);2003年02期

8 徐榜;高原文;;导电圆形薄板的磁弹性动力响应特征[J];工程力学;2010年06期

9 金爱兵;孙金海;高永涛;;边坡动力响应主导频率及其影响因素的模拟分析[J];北京科技大学学报;2011年03期

10 柴维斯,刘锋;周期加筋板动力响应的解析解[J];暨南大学学报(自然科学与医学版);2005年01期

相关会议论文 前10条

1 宋华茂;刘勇;;随机荷载下结构的动力响应计算[A];全国城市桥梁青年科技学术会议论文集[C];1996年

2 汪天翼;;郑家冲大桥受撞后的损伤检测及动力响应计算[A];岩土力学研究与工程实践[C];1998年

3 林媛;杨庆大;郭乙木;;超强冲击波作用下地下双层竖井的动力响应数值分析研究[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1994年

4 刘扬;王明洋;卢浩;;弹性支撑梁在移动荷载作用下的动力响应[A];第2届全国工程安全与防护学术会议论文集(下册)[C];2010年

5 冯文杰;刘金喜;邹振祝;;非轴对称载荷作用下任意弹性边界圆板弹性动力响应[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1996年

6 何淼;晏鄂川;唐辉明;;高烈度区斜坡动力响应的复反应分析[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年

7 佘慧;罗志国;黄伟江;罗恩;;应用Hamilton型拟变分原理分析一维和二维问题的动力响应[A];计算机在土木工程中的应用——第十届全国工程设计计算机应用学术会议论文集[C];2000年

8 徐次达;林文菁;;样条配点法分析薄壳的动力响应——微机应用[A];第三届空间结构学术交流会论文集(第二卷)[C];1986年

9 刘振华;刘艳;张其林;;考虑流体结构耦合作用的单柱双面广告牌结构的风致动力响应[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年

10 卜建清;满洪高;袁向荣;;基于动力响应的结构动力修改方法[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年

相关博士学位论文 前6条

1 王宏志;冲击荷载作用下桩的纵向和横向动力响应[D];浙江大学;2001年

2 郭淑卿;HHT方法在两自由度体系动力响应特征分析中的应用研究[D];天津大学;2006年

3 王蒂;大跨径悬索桥爆破地震动力响应研究[D];长安大学;2011年

4 刘卫丰;地铁列车运行引起的隧道及自由场动力响应数值预测模型研究[D];北京交通大学;2009年

5 潘晓东;非平稳随机地震下堤坝非线性有效应力动力响应可靠度分析[D];浙江大学;2004年

6 陈小波;近海风机结构体系环境荷载及动力响应研究[D];大连理工大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘鹏;梁桥动力响应的数值计算及其前后处理的实现[D];浙江工业大学;2009年

2 顾戌华;直线电机列车—桥梁系统动力响应与车辆走行性研究[D];北京交通大学;2008年

3 高芳华;地下隧道内爆炸冲击下多层建筑结构的动力响应研究[D];天津大学;2009年

4 田子谦;桥墩基础在海浪作用下的动力响应研究[D];华中科技大学;2005年

5 陈晶文;直线电机列车作用下桥梁动力响应与行车安全性分析[D];北京交通大学;2006年

6 叶俊;框架—剪力墙结构的爆炸动力响应研究[D];兰州理工大学;2014年

7 余舟波;站台层质量变化对空间框架式客车站的动力响应影响[D];武汉理工大学;2010年

8 王继乾;船撞作用下软岩单桩基础动力响应研究[D];南京航空航天大学;2012年

9 郑永星;车辆撞击作用下桥梁动力响应及受力性能研究[D];北京交通大学;2012年

10 姜于;公路桥梁动力响应灵敏度研究[D];哈尔滨工业大学;2007年



本文编号:1476991

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/1476991.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户c8652***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com