饱和土体中衬砌隧道在移动荷载下的动力响应

来源：浙江大学学报·工学版杂志2015年第3期北京时间：

作者：曾晨,孙宏磊,蔡袁强,曹志刚

单位：1. 浙江大学 滨海和城市岩土工程研究中心,浙江 杭州 310058；2. 浙江大学 软弱土与环境土工教育部重点实验室, 浙江 杭州 310058；3. 温州大学 建筑与土木工程学院,浙江 温州 325035

摘要：为了研究移动点荷载作用下饱和土体全空间中圆形衬砌隧道的三维动力响应,采用解析方法进行求解.用无限长圆柱壳模拟衬砌,用Biot饱和多孔介质模型模拟土体.引入两类势函数表示土骨架和孔隙水的位移,在不同环向模态下利用修正Bessel方程求解各势函数.结合边界条件,得到频率-波数域内衬砌和土骨架位移、孔隙水压力的解答.对各模态下的解答求和,并进行双重Fourier逆变换得到时间-空间域内的动力响应.通过算例分析荷载速度、土体渗透性等对位移及土体孔压的影响.结果表明：饱和土体中衬砌隧道系统存在临界速度,该速度与土体剪切波波速很接近；位移场和孔压场分布受荷载速度、土体渗透性影响较大；随着土体渗透性增大,土体孔压减小；高速荷载时的位移响应频谱与低速荷载时的差别很大．

关键词：

基金资助：国家杰出青年科学基金资助项目(51025827)；国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51108414，51208460)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20110101120034，20130101110028)