爆炸荷載作用下深埋圓形隧洞飽和土-襯砌系統(tǒng)的動力響應(yīng)
本文選題:飽和多孔介質(zhì) 切入點:隧道襯砌 出處:《工程力學(xué)》2015年05期
【摘要】:考慮隧洞襯砌內(nèi)壁對爆炸波的反射作用及其負壓效應(yīng),將襯砌視為彈性介質(zhì),研究了深埋圓形隧洞飽和土-彈性襯砌耦合系統(tǒng)在隧洞軸線發(fā)生爆炸時的軸對稱瞬態(tài)動力響應(yīng)。首先,基于Biot理論和彈性理論,考慮邊界條件以及彈性襯砌和飽和土接觸面處的連續(xù)性條件,利用Laplace變換得到飽和土和彈性襯砌位移、應(yīng)力和孔隙水壓力等在Laplace變換域中的解析表達式。在此基礎(chǔ)上,利用Laplace數(shù)值逆變換得到其時間域的動力響應(yīng),數(shù)值分析重點考察了不同隧洞模型和不同爆炸載荷模型對飽和土動力響應(yīng)的影響,并進行了參數(shù)研究。結(jié)果表明:爆炸波反射產(chǎn)生的負壓效應(yīng)對飽和土體的動力響應(yīng)有顯著影響。同時,飽和土-殼體襯砌系統(tǒng)、飽和土-彈性襯砌系統(tǒng)和無襯砌飽和土隧洞的響應(yīng)性態(tài)基本一致,但響應(yīng)周期和幅度依次增大。
[Abstract]:Considering the reflection effect of tunnel lining inner wall to explosion wave and its negative pressure effect, considering the lining as elastic medium, the axisymmetric transient dynamic response of saturated soil-elastic lining coupling system of deep circular tunnel during tunnel axis explosion is studied.Firstly, based on the Biot theory and elastic theory, considering the boundary condition and the continuity condition of the contact surface between elastic lining and saturated soil, the displacement of saturated soil and elastic lining is obtained by Laplace transformation.Analytical expressions of stress and pore water pressure in Laplace transform domain.On this basis, the dynamic response in time domain is obtained by Laplace numerical inversion. The effects of different tunnel models and explosion load models on the dynamic response of saturated soil are investigated numerically, and the parameters are studied.The results show that the negative pressure effect caused by explosion wave reflection has a significant effect on the dynamic response of saturated soil.At the same time, the response behavior of saturated soil-shell lining system, saturated soil-elastic lining system and unlined saturated soil tunnel is basically the same, but the response period and amplitude increase in turn.
【作者單位】: 上海大學(xué)土木工程系;
【基金】:國家自然科學(xué)基金項目(10872124)
【分類號】:TU435
【參考文獻】
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,本文編號:1713640
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