黏弹性土中衬砌隧道振动响应的解析解

摘要：

该文采用解析方法在频率域内对黏弹土层和衬砌结构简谐振动特性进行了研究.首先,将土骨架视为具有分数阶导数本构关系的黏弹性体,根据黏弹性理论,推导得到了简谐荷载作用下分数导数型黏弹性土层的位移和应力等解析表达式.其次,建立了两种类型的衬砌运动方程:第一,将衬砌结构视为均匀弹性介质,研究了分数导数黏弹性土中弹性衬砌结构的动力特性;第二,将衬砌等效为薄壁壳体结构,利用Flügge薄壳理论,得到了衬砌结构的运动方程,并对分数导数黏弹性土和壳体衬砌的动力相互作用进行了分析.根据连续性边界条件,得到了相关待定系数的表达式.再次,与以往的解析解进行了对比.最后,通过算例分析了土体和衬砌各参数对系统动力特性的影响,结果表明:薄壁壳体衬砌结构条件下系统的动力响应大于均匀弹性衬砌结构条件下系统的动力响应;随着土体和衬砌模量比的增加,响应幅值逐渐减小.分数导数本构参数对系统的动力特性有较大影响.

关键词：隧道工程、黏弹性土、分数导数、解析解、衬砌结构

所属期刊栏目：31

分类号：TU435;U45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目10872124;浙江省自然科学基金项目LY12E09006;浙江省水利厅重点科研项目Z201119560;浙江省教育厅重点科研项目201107210003

在线出版日期：2014-03-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：109-115