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饱和半空间瞬态加载衬砌隧道的动力响应研究
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:《岩土力学》
  • 时间:0
  • 分类:U451.4[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]同济大学地下建筑与工程系,上海200092, [2]同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海200092
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(No.41372271).
中文摘要:

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Graff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。

英文摘要:

Underground lined tunnels are sometimes exposed to hydraulic fracturing, blasting loading and sudden excavations in operation. The loadings mentioned above are idealized the uniform axially symmetric transient radial loads acted on the internal lined tunnel and the dynamic responses of lined cylindrical tunnels due to the suddenly applied constant load, step load and triangular pulse load are analyzed. The governing equations of the lining and the surrounding saturated medium are derived based on Biot's theory and elastodynamic theory, respectively. The straight boundary of half space is modeled as a convex arc with the maximum large radius. A set of general solutions in rectangular coordinate system is transformed into solutions in polar coordinate system using addition theorem proposed by Graff. According to the boundary conditions, ground displacement, hoop stress in the lining and pore pressure between the lining and saturated soil are obtained in Laplace transform space and then transformed to solutions in time domain using the numerical calculation method of inverse Laplace transform. The distribution of ground displacement and hoop stress of lined cylindrical tunnel and pore pressure between the lining and saturated soil are obtained.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873