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移动环形荷载作用下饱和土中圆形衬砌隧洞动力响应研究
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:0
  • 页码:892-898
  • 分类:TV554[水利工程—水利水电工程]
  • 作者机构:[1]南昌大学建筑工程学院,南昌330031, [2]华东交通大学土木建筑学院,南昌330013, [3]南昌工程学院土木工程系,南昌330099
  • 相关基金:国家自然科学基金(地区)(No.50969007/E090702)
  • 相关项目:移动荷载引起多层结构动力响应与排桩的被动隔振机理研究
中文摘要:

基于Biot理论,研究了饱和土中带有衬砌的圆形隧洞在移动环形荷载作用下的动力响应。假定衬砌为弹性体,土体为饱和多孔介质,引入两类势函数来表示土体、孔隙水和衬砌的位移,使隧洞的控制方程解耦。结合边界条件及连续条件,通过傅立叶变换得到频率-波数域中衬砌和土体的应力、位移和孔隙水压力解答,最后用傅立叶积分逆变换得到时-空域中的数值解。计算并比较了3种隧洞模型(弹性土体隧洞、饱和土体隧洞和饱和土衬砌隧洞)的动力响应分析。数值分析结果说明:(1)移动荷载速度对3种隧洞动力响应均具有较大影响;(2)弹性土体隧洞和饱和土体隧洞的动力响应具有明显区别,所以在富水地区的隧洞动力响应中土体应该视为饱和土体;(3)衬砌对隧洞动力响应有较大影响,故隧洞的动力分析中不能忽略衬砌作用。

英文摘要:

Based on Biot's wave theory, dynamic response of a circular lining tunnel in a saturated poroelastic soil due to a moving ring load is investigated. The liner is modeled as an elastic body and the soil is modeled as saturated porous medium. In order to uncoupling governing equations, two scalar potentials are introduced to represent the displacement for the solid skeleton, the pore fluid and the linner. According to boundary condition and continuity condition, the analytical solutions of dynamic response, such as stress, displacement and water pressure, are derived in frequency and wave-number domain by using Fourier transformation. Numerical results are obtained by inverse Fourier transformation. To compare the results, dynamic response of three tunnel models (tunnel in elasticity, tunnel in saturated soil and lining tunnel in saturated soil) is calculated. The results of numerical example show: (1) the velocity of the moving load greatly influences dynamic response of three tunnel models; (2) large difference between the tunnel in elasticity and tunnel in saturated soil, so the soil near the tunnel should be modeled as saturated porous medium in abundant water field; (3)the influence of the liner on the dynamic response of the tunnel is remarkable; so the liner effect must be considered in the dynamic analysis of the tunnel.

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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