饱和半空间瞬态加载衬砌隧道的动力响应研究

摘要：

工程中,地下衬砌隧道会遇到水压破裂压力、爆炸及突然开挖等瞬态荷载作用,将这些荷载理想化为作用在衬砌内边界上的均布瞬态荷载,研究圆柱形衬砌隧道在突加荷载、阶跃荷载和三角形脉冲荷载作用下的动力响应规律.根据Biot波动理论推导出半空间饱和介质的控制方程;视衬砌结构为弹性材料导出衬砌结构的控制方程.用极大半径凸圆弧近似半空间直边界,采用Graft加法公式进行坐标变换,将直角坐标表示的通解转化为极坐标表示的通解.根据边界条件导出衬砌和土体的位移、应力和孔隙压力的Laplace变换域的解答.利用反Laplace变换数值计算方法,将解答转换为时域解,得出3种瞬态荷载作用下衬砌隧道地面位移峰值、衬砌应力和孔隙压力的分布规律.

关键词：衬砌隧道、饱和半空间、瞬态荷载、Laplace变换、时域解

所属期刊栏目：37

分类号：U451+.4(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金项目No.41372271.This work was supported by the National Natural Science Foundation of China 41372271.

在线出版日期：2016-06-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：850-858