文档介绍：

层状场地中洞室对斜入射 SH 波三维散射:
结果与分析#
梁建文,陈健琦,巴振宁*
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(天津大学土木工程系,天津 300072)
摘要:以基岩上单一土层场地为例,计算了在斜入射平面 SH 波作用下弹性层状半空间中无
限长洞室附近的地表位移。研究表明,层状半空间中地下洞室对波的散射与均匀半空间情况
存在显著差别,层状场地由于考虑了场地自身的动力特性,使得洞室附近地表位移幅值的空
间变化更为复杂,基岩与土层刚度比、土层厚度对散射效应均有着重要影响。
关键词:防灾减灾工程及防护工程;弹性层状半空间;洞室;平面 SH 波;斜入射;三维散
射
中图分类号:
3-D diffraction of obliquely incident SH waves by a
cylindrical cavity in layered half-space: Numerical results
and analysis
Liang Jianwen, Chen Jianqi, Ba Zhenning
(Depertment of Civil Engineering, Tianjin University, TianJin 300072)
Abstract: The surface displacements around a cylindrical cavity in layered elastic half-space under
obliquely incident plane SH waves is presented by using the simplest model of single layer on
half-space. It is shown that, there are distinct differences between layered half-space and
homogeneous half-space, and layered half-space makes the surface displacement amplitudes
around a cylindrical cavity much plicated due to its resonant characteristics of the
layered half-space, and both the stiffness ratio of the bedrock to the soil layer and the thickness of
the soil layer have important effect on the diffraction.
Keywords: Disaster prevention and mitigation engineering and protection engineering; layered
elastic half-space; cylindrical cavity; plane SH waves; obliquely incidence; 3-D diffraction
0 引言
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目前,地下洞室对弹性波的散射研究
[1-6]
多假定洞室位于均匀半空间中,与实际有较大
距离,因为近地表场地多是层状的。近年来,地下洞室对斜入射平面波三维散射的研究逐步
受到关注
[7、8]
[9]
[9]
基础上,以基岩上单一土层场地为例,研究层状半空间中无限长洞室对斜入射平面 SH 波三
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维散射与均匀半空间情况的差别,并分析基岩与土层刚度比、土层厚度对地表位移幅值的影
响。
1 基岩与土层刚度比对地表位移幅值的影响
基岩上单一土层场地是最简单的一种层状半空间场地。图 1 给出了在平面 SH 波斜入射
下基岩上单一土层场地中圆形洞室附近地表位移幅值。基岩介质由其剪切波速 CsR ,质量密
R R L
基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金(200800560046)
作者简介:梁建文,(1965-),男,教授,主要研究方向:地震工程、工程波动. E-mail: ******@tju.
-1-。文献采用间接边界元方法,求解了层状半空间中无限长洞室对斜入射平面
SH 波的三维散射问题,通过与已有结果的比较验证了方法的正确性。本文在文献方法的
度ñ ,泊松比í R 和阻尼比æ 确定,土层由其剪切波速 CsL ,质量密度为ñ ,泊松比í L 和
中国科技论文在线

阻尼比æ

R

确定,土层厚度为 H 。圆形洞室半径为 a ,埋