近断层场地中衬砌隧道对平面SH波的散射

刘中宪; 刘佳乔; 黄磊

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近断层场地中衬砌隧道对平面SH波的散射

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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。

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来源
《防灾减灾工程学报》 |2020年第4期|556-565|共11页
作者
刘中宪; 刘佳乔; 黄磊;
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作者单位

天津城建大学土木工程学院;

天津市软土特性与工程环境重点实验室;

天津大学建筑工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类隧道结构理论;
关键词
弹性半空间; 间接边界元法; 断层; 衬砌隧道; 平面SH波;

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