移动荷载作用下半无限弹性空间中地铁隧道动力响应的频域—波数域比例边界有限元法分析

摘要：

基于比例边界有限元法与傅里叶积分变换,分析移动荷载作用下半无限弹性空间中地铁隧道动力响应.考虑到移动荷载运动方向与地铁隧道轴线方向的一致性,将半无限弹性空间动力控制方程进行频域—波数域的傅里叶积分变换;在变换域内,隧道径向采用比例坐标系,环向采用有限元意义离散,在计算域内利用Galerkin法,建立频域—波数域内的比例边界有限元方程,进而推导出半无限空间动力刚度的一阶微分矩阵方程;再利用高频渐近展开和傅里叶积分逆变换,得到时间—空间域系统的动力响应.该方法极大地减小了计算分析量,同时避免了无限边界的计算误差.利用该方法进行实例计算的结果表明:随着荷载移动速度的增大,地铁隧道振动波传播到土体表面,引起的土体振动有放大增强的现象,将会对地铁隧道上部结构的安全性造成一定影响.

关键词：隧道动力响应、移动荷载、半无限弹性空间、傅里叶积分逆变换、比例边界有限元法、频域—波数域

所属期刊栏目：38

分类号：U451.3(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;江西省自然科学基金重点项目;江西省教育厅科技项目

在线出版日期：2017-03-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：77-85