爆炸荷载作用下深埋圆形隧洞饱和土-衬砌系统的动力响应

发布时间：2018-04-05 06:51

  本文选题：饱和多孔介质　切入点：隧道衬砌　出处：《工程力学》2015年05期

【摘要】：考虑隧洞衬砌内壁对爆炸波的反射作用及其负压效应,将衬砌视为弹性介质,研究了深埋圆形隧洞饱和土-弹性衬砌耦合系统在隧洞轴线发生爆炸时的轴对称瞬态动力响应。首先,基于Biot理论和弹性理论,考虑边界条件以及弹性衬砌和饱和土接触面处的连续性条件,利用Laplace变换得到饱和土和弹性衬砌位移、应力和孔隙水压力等在Laplace变换域中的解析表达式。在此基础上,利用Laplace数值逆变换得到其时间域的动力响应,数值分析重点考察了不同隧洞模型和不同爆炸载荷模型对饱和土动力响应的影响,并进行了参数研究。结果表明:爆炸波反射产生的负压效应对饱和土体的动力响应有显著影响。同时,饱和土-壳体衬砌系统、饱和土-弹性衬砌系统和无衬砌饱和土隧洞的响应性态基本一致,但响应周期和幅度依次增大。
[Abstract]:Considering the reflection effect of tunnel lining inner wall to explosion wave and its negative pressure effect, considering the lining as elastic medium, the axisymmetric transient dynamic response of saturated soil-elastic lining coupling system of deep circular tunnel during tunnel axis explosion is studied.Firstly, based on the Biot theory and elastic theory, considering the boundary condition and the continuity condition of the contact surface between elastic lining and saturated soil, the displacement of saturated soil and elastic lining is obtained by Laplace transformation.Analytical expressions of stress and pore water pressure in Laplace transform domain.On this basis, the dynamic response in time domain is obtained by Laplace numerical inversion. The effects of different tunnel models and explosion load models on the dynamic response of saturated soil are investigated numerically, and the parameters are studied.The results show that the negative pressure effect caused by explosion wave reflection has a significant effect on the dynamic response of saturated soil.At the same time, the response behavior of saturated soil-shell lining system, saturated soil-elastic lining system and unlined saturated soil tunnel is basically the same, but the response period and amplitude increase in turn.
【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(10872124)
【分类号】：TU435

【参考文献】

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本文编号：1713640