近断层场地中衬砌隧道对平面SH波的散射

摘要：

采用间接边界单元法,求解断层场地中衬砌隧道对平面SH波的散射.首先,通过IBEM求解半空间波动问题的思路,在单层位势理论下,将虚拟荷载施加于散射体表面构造散射波场.然后根据交界面处位移连续条件和应力连续条件建立方程,进而求解得出虚拟荷载密度.半空间自由波场与散射波场通过叠加得出总波场,将得出的结果与现有的精确解进行对比,从而使本方法的计算精度得到验证.最后,通过求得的详细数值结果,讨论了半空间中断层场地和衬砌隧道对平面SH波的散射规律.数值分析结果表明:近断层场地衬砌隧道附近SH波的散射同无断层情况相比差异显著,动力反应特征主要依赖于不同断层倾角、隧道与断层距离、SH波入射角度、入射频率等参数.总体上看,SH波入射下,当衬砌隧道位于断层上盘时,断层的存在对衬砌隧道的动应力集中因子会有一定的缩小效应;当衬砌隧道位于断层下盘时,断层的存在对衬砌隧道的动应力集中因子会有放大效应,应力增幅可以达到30％.实际隧道结构动力分析宜根据实际工况考虑断层存在的影响.

关键词：弹性半空间、间接边界元法、断层、衬砌隧道、平面SH波

所属期刊栏目：40

分类号：U451(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金项目;天津市科技支撑重点项目;天津市自然科学基金重点项目

在线出版日期：2020-10-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：556-565,605