层状TI饱和半空间中地下隧道地震响应分析研究
发布时间：2021-11-21 04:07
近年来,不少学者研究了不同场地中隧道对地震波的散射问题,但多限于各向同性介质。由于长期风化和沉积作用,天然岩土体表现出明显的横观各向同性（TI）性质,加之当前许多运营中或在建的地铁等隧道结构位于沿海地区的饱和场地,因而引入TI饱和介质模型研究衬砌隧道对地震波的散射问题在结构抗震等方面具有特别重要的工程意义。本文应用二维多域间接边界元方法研究了层状TI饱和半空间中地下衬砌隧道对地震波的散射问题,主要工作如下:1、基于Biot理论,本文建立了TI饱和半空间场地模型,推导了平面内土骨架位移、孔隙流体位移以及应力和孔压的表达式,进而建立了TI饱和土层和半空间的精确动力刚度矩阵,并进一步求解了q P1和q SV波入射下的自由波场。通过与已发表文献结果的比较验证了方法的正确性,并且研究了波的入射角度和介质各向异性等因素对场地动力特性的影响。2、利用层状TI饱和场地的精确刚度矩阵结合傅里叶变换,推导了波数域中层状TI饱和半空间中作用均布斜线荷载及孔压的动力格林函数,通过与已发表文献结果的比较验证了方法的正确性,并且给出了直角坐标系下位移（包括流体相对于固体的位移）、应力和孔压在均布斜线荷载作用下的频...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
均匀TI饱和半空间平面内波动示意图
天津大学硕士学位论文空间的计算参数除 Eh=370×108N/m2、ks=144×109N/m2和阻尼为 0.02 外，均与 TI 饱/s va G ，其中 a=5m；qP1 和 qSV 波入射角对实际位移 ux和 uz进行无量纲化，其中*xu=| 波幅值的大小）。假定地表完全透水。
天津大学硕士学位论文层状 TI 饱和半空间作用均布斜线荷载及孔压的模型如图 3-1 所示。该 层水平 TI 饱和土层和下方的 TI 饱和半空间组成，这些 TI 饱和土层之接，土层厚度为 dn（n=1~N）。层状 TI 饱和半空间满足表面零应力边界穷远辐射条件。文中的计算考虑了两种透水条件，分别为排水条件（地水）和不排水条件（地表完全不透水）。本文利用动力刚度矩阵法结合傅里叶变换求解均布斜线荷载及孔压作 TI 饱和半空间的动力响应的具体思路为：首先，将受荷载作用层固定域内求得层内响应和固端反力；然后，由刚度矩阵方法求得反加固端反层状半空间而产生的响应。最后叠加层内解和固端反力解经由傅里叶逆空间域内解。.1 层状 TI 饱和半空间均布斜线荷载动力格林函数
【参考文献】：
期刊论文
[1]In-plane dynamic Green’s functions for inclined and uniformly distributed loads in a multi-layered transversely isotropic half-space[J]. Ba Zhenning,Kang Zeqing,Liang Jianwen. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2018(02)
[2]三维层状黏弹性半空间中球面SH、P和SV波源自由场[J]. 巴振宁,梁建文,张艳菊. 地球物理学报. 2016(02)
[3]饱和半空间中隧道衬砌对平面SV波的散射IBIEM求解[J]. 刘中宪,琚鑫,梁建文. 岩土工程学报. 2015(09)
[4]饱和土体中衬砌隧道在移动荷载下的动力响应[J]. 曾晨,孙宏磊,蔡袁强,曹志刚. 浙江大学学报(工学版). 2015(03)
[5]地震波倾斜入射下两相饱和土层响应数值模拟[J]. 张卫平,孙昭晨,梁书秀. 计算力学学报. 2014(03)
[6]三维粘弹性层状半空间埋置集中荷载动力格林函数求解—修正刚度矩阵法[J]. 刘中宪,梁建文. 固体力学学报. 2013(06)
[7]横观各向同性土——半封闭隧道衬砌相互作用分析[J]. 高华喜,闻敏杰. 土木建筑与环境工程. 2012(S1)
[8]弹性半空间中衬砌洞室对平面P波和SV波的散射（Ⅱ）——数值结果[J]. 刘中宪,梁建文,张贺. 自然灾害学报. 2010(04)
[9]横观各向同性饱和弹性半空间地基上圆环板的简谐振动[J]. 何芳社,黄义,郭春霞. 力学季刊. 2010(01)
[10]Diffraction of plane SV waves by a cavity in poroelastic half-space[J]. Liang Jianwen and Liu Zhongxian Department of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China Professor; PhD Candidate. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2009(01)
本文编号：3508741
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
均匀TI饱和半空间平面内波动示意图
天津大学硕士学位论文空间的计算参数除 Eh=370×108N/m2、ks=144×109N/m2和阻尼为 0.02 外，均与 TI 饱/s va G ，其中 a=5m；qP1 和 qSV 波入射角对实际位移 ux和 uz进行无量纲化，其中*xu=| 波幅值的大小）。假定地表完全透水。
天津大学硕士学位论文层状 TI 饱和半空间作用均布斜线荷载及孔压的模型如图 3-1 所示。该 层水平 TI 饱和土层和下方的 TI 饱和半空间组成，这些 TI 饱和土层之接，土层厚度为 dn（n=1~N）。层状 TI 饱和半空间满足表面零应力边界穷远辐射条件。文中的计算考虑了两种透水条件，分别为排水条件（地水）和不排水条件（地表完全不透水）。本文利用动力刚度矩阵法结合傅里叶变换求解均布斜线荷载及孔压作 TI 饱和半空间的动力响应的具体思路为：首先，将受荷载作用层固定域内求得层内响应和固端反力；然后，由刚度矩阵方法求得反加固端反层状半空间而产生的响应。最后叠加层内解和固端反力解经由傅里叶逆空间域内解。.1 层状 TI 饱和半空间均布斜线荷载动力格林函数
【参考文献】：
期刊论文
[1]In-plane dynamic Green’s functions for inclined and uniformly distributed loads in a multi-layered transversely isotropic half-space[J]. Ba Zhenning,Kang Zeqing,Liang Jianwen. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2018(02)
[2]三维层状黏弹性半空间中球面SH、P和SV波源自由场[J]. 巴振宁,梁建文,张艳菊. 地球物理学报. 2016(02)
[3]饱和半空间中隧道衬砌对平面SV波的散射IBIEM求解[J]. 刘中宪,琚鑫,梁建文. 岩土工程学报. 2015(09)
[4]饱和土体中衬砌隧道在移动荷载下的动力响应[J]. 曾晨,孙宏磊,蔡袁强,曹志刚. 浙江大学学报(工学版). 2015(03)
[5]地震波倾斜入射下两相饱和土层响应数值模拟[J]. 张卫平,孙昭晨,梁书秀. 计算力学学报. 2014(03)
[6]三维粘弹性层状半空间埋置集中荷载动力格林函数求解—修正刚度矩阵法[J]. 刘中宪,梁建文. 固体力学学报. 2013(06)
[7]横观各向同性土——半封闭隧道衬砌相互作用分析[J]. 高华喜,闻敏杰. 土木建筑与环境工程. 2012(S1)
[8]弹性半空间中衬砌洞室对平面P波和SV波的散射（Ⅱ）——数值结果[J]. 刘中宪,梁建文,张贺. 自然灾害学报. 2010(04)
[9]横观各向同性饱和弹性半空间地基上圆环板的简谐振动[J]. 何芳社,黄义,郭春霞. 力学季刊. 2010(01)
[10]Diffraction of plane SV waves by a cavity in poroelastic half-space[J]. Liang Jianwen and Liu Zhongxian Department of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China Professor; PhD Candidate. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2009(01)
本文编号：3508741
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