【摘要】：隨著城市交通的快速發(fā)展,以及地上建筑群規(guī)劃的需求,大規(guī)模地開發(fā)城市的地下空間,已經(jīng)成為城市建設的必然趨勢。地震波在傳播過程中,地下結(jié)構(gòu)的存在不同程度上會影響到地表沿線附近的設計地震動,進而影響到地表沿線附近既有建筑物的地震安全性和使用耐久性。因而在彈性波傳播過程中所造成的一系列散射問題,尤其是局部場地條件下的動力響應問題,更應該成為基礎(chǔ)性科學研究的重要內(nèi)容。然而,已有的相關(guān)研究成果大部分側(cè)重于結(jié)構(gòu)本身的動力響應問題,以及結(jié)構(gòu)對地表地震動的影響,均沒有很好地考慮地下結(jié)構(gòu)對原場地動力響應尤其是地下土層動力響應的影響。因此,本文對夾雜有單圓形襯砌隧洞和雙圓形襯砌隧洞的彈性半空間在柱面SH波作用下的散射問題進行了研究,具體分析了不同參數(shù)條件下圓形襯砌隧洞周圍土體的動力響應沿深度的變化情況。本文首先闡述了半空間介質(zhì)中彈性波的傳播特性與散射問題的研究現(xiàn)狀,并對地基中彈性波傳播的基本理論,以及針對不同問題的求解方法進行了簡要介紹。其次,運用波函數(shù)展開法,分析了彈性半空間中單圓形襯砌隧洞和雙圓形襯砌隧洞對柱面SH波的散射問題,得到了含圓形襯砌隧洞的彈性半空間介質(zhì)和襯砌介質(zhì)的位移解析解,并對解的正確性進行了驗證。通過理論分析和ABAQUS有限元分析,研究了材料屬性、幾何尺寸和荷載特性等對含圓形襯砌隧洞的附近場地動力響應的影響,主要分析了圍巖襯砌模量比、隧洞埋深、隧洞半徑、隧洞中心間距和入射頻率等參數(shù)對圓形襯砌隧洞周圍土體的位移幅值沿深度的變化規(guī)律。最后,通過對數(shù)值算例結(jié)果的分析,得到了柱面SH波在彈性半空間介質(zhì)中傳播時圓形襯砌隧洞附近場地的動力響應沿深度變化的一些重要結(jié)論:(1)單圓形襯砌隧洞周圍土體的位移幅值隨著襯砌剛度和隧洞埋深的增大而減小,隨著隧洞半徑的增大而增大。(2)水平平行雙圓形襯砌隧洞周圍土體的位移幅值隨著襯砌剛度和隧洞埋深的增大而減小,隨著隧洞中心間距和入射頻率的增大而增大。(3)豎向平行雙圓形襯砌隧洞周圍土體的位移幅值隨著襯砌剛度、隧洞埋深和隧洞中心間距的增大而減小,隨著入射頻率的增大而增大。這不僅為場地介質(zhì)動力響應問題的研究提供了新思路,擴大了其理論研究范圍,還對地表以下襯砌隧洞、管道等地下結(jié)構(gòu)的地震安全性和使用耐久性評估,以及附近擬建工程的抗震設防提供了重要的理論指導意義。
【圖文】：

柱面 SH 波作用下圓形襯砌隧洞對附近場地動力響應的合考慮各種因素的影響，，引入無量綱頻率 a給出了無量綱頻率η=0.25，襯砌外半徑和內(nèi)半的距離為 d12/a=20，隧洞埋深為 D/a=2，襯砌介速之比為β1/β=5/2，襯砌介質(zhì)的密度與半空間況下，隧洞內(nèi)邊界和外邊界的徑向應力集中因果相比較，可以看出計算結(jié)果基本一致，解的

不同襯砌剛度時場地位移幅值沿深度的變化曲線
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U451

【參考文獻】

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本文編號：2644062