爆炸荷载作用下深埋圆形隧洞的饱和黏弹性土-衬砌系统动力响应

摘要：

假定土骨架服从标准线性固体黏弹性本构关系,研究了深埋圆形隧洞的饱和黏弹性土-弹性衬砌耦合系统在轴对称爆炸作用下的瞬态动力响应.首先,基于饱和土的Biot模型和衬砌的弹性理论,通过引入势函数和Laplace变换,利用弹性衬砌和饱和黏弹性土界面处的连续性条件以及边界条件,得到饱和黏弹性土体和弹性衬砌位移、应力和孔隙水压力等在Laplace变换域中的解析解.其次,利用Laplace数值Crump逆变换得到耦合系统在时间域的动力响应,数值分析了不同土体模型下土体-衬砌耦合系统的径向位移和环向应力以及土体,隙水压力等.结果表明:对不同土体模型的土体-衬砌耦合系统,其在爆炸载荷作用下的动力响应性态基本一致,但动力响应的振动周期和幅值等具有明显的差异.同时,对于饱和黏弹性土-弹性衬砌系统,土体黏性参数对土体径向位移和孔隙水压力有明显的影响,但对土体环向应力影响较小.

关键词：饱和黏弹性土、隧洞衬砌、爆炸载荷、动力响应、Laplace变换

所属期刊栏目：36

分类号：O327;TU435(振动理论)

资助基金：国家自然科学基金项目No.10872124.

在线出版日期：2015-09-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2013-2020