弹性半空间中含直边界半圆形衬砌隧道对SH波的散射解析解
本文选题:衬砌隧道 + SH波 ; 参考:《应用力学学报》2017年02期
【摘要】:为进一步揭示含直边界衬砌隧道对SH波散射的影响,根据弹性波动理论,结合"分区契合"思想,建立了弹性半空间中半圆隧道对波场散射问题的波动方程。利用傅里叶级数展开的方法,引入辅助函数和波函数展开技术,通过对连续性条件和边界条件的分析,求得半空间中含直边界衬砌隧道对SH波散射的封闭解析解。计算结果表明:入射波特性、半圆隧道衬砌材料特性、隧道埋置深度对地表位移幅值影响显著;对于软性和硬性衬砌隧道而言,当频率逐渐增大时,地表位移幅值也随之增大,地表位移幅值空间振荡更为剧烈;随着入射角度增大,地表位移幅值整体上呈减小趋势;随着隧道埋深d/a由2增加到5时,隧道上方地表位移幅值降幅显著。
[Abstract]:In order to further reveal the influence of lining tunnel with straight boundary on the scattering of SH wave, the wave equation of scattering of wave field by semi-circular tunnel in elastic half-space is established according to the elastic wave theory and the idea of "zonal fit". By means of Fourier series expansion, the auxiliary function and wave function expansion technique are introduced. By analyzing the continuity condition and boundary condition, the closed analytical solution of SH wave scattering by lining tunnel with straight boundary in half space is obtained. The results show that the incident wave characteristics, the lining material characteristics of semi-circular tunnel, and the depth of buried tunnel have significant influence on the amplitude of surface displacement, and for soft and hard lining tunnels, the amplitude of surface displacement increases when the frequency increases gradually. With the increase of incidence angle, the amplitude of surface displacement decreases as a whole, and with the increase of buried depth d / a to 5, the amplitude of surface displacement decreases significantly over the tunnel.
【作者单位】: 天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室;天津城建大学土木工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(51248004) 天津市应用基础与前沿技术研究计划(13JCQNJC07400) 天津市“131”创新型人才培养工程人选计划
【分类号】:U451.4
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