平面P波作用下半空间中三维洞室的动力响应

发布时间：2018-11-13 15:36

【摘要】：采用一种高精度间接边界积分方程法求解了平面P波入射下弹性半空间中三维洞室的动力响应。在精度检验基础上,以圆球形洞室为例,对地表位移动力响应和洞周动应力集中特征进行计算分析,并将三维模型解答同相应二维模型解答进行比较。研究表明,半空间中三维洞室周围波动特征十分复杂,位移和应力峰值及其空间分布特征强烈依赖于入射波频率、方向和洞室埋深。总体上,三维洞室上方地表位移放大效应要弱于二维情况,除个别频率外,标准化位移幅值在3.0以下;三维球形洞室x-z截面内周向应力空间分布特征接近于二维情况,动应力集中幅度略大于后者。三维地下洞室对波的散射应该建立三维模型进行计算分析。
[Abstract]:A high precision indirect boundary integral equation method is used to solve the dynamic response of three-dimensional cavern in elastic half-space with plane P-wave incident. On the basis of accuracy test, the dynamic response of surface displacement and the characteristics of stress concentration around the hole are calculated and analyzed by taking the spherical cavern as an example, and the three-dimensional model solution is compared with the corresponding two-dimensional model solution. The results show that the wave characteristics around the three-dimensional cavern are very complex in the half-space, and the peak displacement and stress and their spatial distribution are strongly dependent on the frequency, direction and depth of the cavity. On the whole, the amplification effect of surface displacement above the three-dimensional cavern is weaker than that of two-dimensional case, except for individual frequency, the amplitude of standardized displacement is below 3.0. The spatial distribution of the circumferential stress in the x-z section of the three-dimensional spherical cavern is close to that of the two-dimensional case, and the amplitude of dynamic stress concentration is slightly larger than that of the latter. Three-dimensional model should be established to analyze the scattering of waves in three-dimensional underground caverns.
【作者单位】： 天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;天津大学建筑工程学院;天津城建大学土木工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51378348)
【分类号】：TU311.3;TU93

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本文编号：2329572