文档介绍：摘要关键词:大型地下隧道结构对地震波的散射会影响隧道附近场地的地震动,进而会影响附近地面上的建筑物。因此,对此类问题的求解,不仅在理论上,而且在工程应用上都有着重要的意义。本文采用一种特殊的边界积分方程法,研究了半空间内地下衬砌隧洞对弹性波ǖ纳⑸淝榭觯橹誓谧懿ǔ∮勺杂沙『蜕⑸涑〉佣茫根据单层位势理论,由虚拟源面上的分布线源构造散射波场,通过边界条件建立方程,求解得到虚拟波源密度,进而求得总的波场。本文从边界条件的满足情况以及与现有解析解的对比两个方面来检验结果的正确性。研究了弹性入射ㄒ约癛娌ǖ牟煌肷洳ㄆ德省⑷射角、衬砌材料的性质等因素对地下圆形衬砌隧洞附近场地的地表位移和衬砌隧洞洞周环向动应力集中因子的影响。数值结果表明,地下隧洞的存在对附近场地的地表位移以及洞室的动应力集中因子有很大的放大作用,柔性衬砌对中低频波的放大作用大一些,刚性衬砌对高频波的放大作用明显一些,刚性衬砌能够有效降低半空间介质中的应力。本文的研究对该领域的理论研究及工程应用都有重要的意义,为地下洞室群的抗震设计提供了科学依据。地下圆形衬砌隧洞弹性波散射地表位移动应力集中因子
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议支怅该学位论文作者签名:白火唆独创性声明学位论文版权使用授权书或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤鲞苤堂或其他教育机构的学位或证签字日期:≯卯等本学位论文作者完全了解基鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤鲞本堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检年/月岁日冢,帜闦月签字期:≯魄年/月本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中学位论文作者签名;索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得作了明确的说明并表示了谢意。向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。导师签名:签字多同同狫
第一章绪论弟一早珀下匕引言场地反应问题和土与结构相互作用问题并称为地震工程学的两大波动问题。场地反应问题主要研究的是各种地形及地下结构物对地震波的传播的影响,对工程应用来说一般研究的是近场的波动影响作用。历史上发生的多次地震都证明,局部场地条件对近场的地震反应有很大的影响。这里说的局部场地条件包括山谷、河谷、凸起地形、凹陷地形、地下孔洞、楔形地形、不同土介质分层和断层等情况。地震波在传播过程中将与上述障碍物发生相互作用,从而使得障碍物表面任何一点成为一个新的波源,这些新的波源向各个方向发出次生波,这种现象就是地震波的散射。研究场地反应有两个主要目的:一个是对地震时地运动的特征进行预测,为地震区划工作提供理论依据;另一个则是对地震时地运动的局部放大及空间变化做出理论上的解释。此外,在对土与结构的相互作用问题进行研究时,要想求得相互作用的精确解,也必须先求得场地反应的解。在过去的二十多年中,随着计算机技术的高速发展和试验仪器、设备及试验手段的不断完善,分析局部场地条件对地震波传播的影响的方法得到了长足的发展,极大的推动了研究工作。这些研究方法总体上可分为两大类:理论分析方法和模型试验方法。理论分析方法也可称为数学方法,它通过对描述问题机理的数学模型的计算分析来研究问题;而模型试验方法则是一种物理方法,它通过对物理模型的试验分析来研究问题。这两类研究方法在场地反应问题中都得到了广泛的应用。理论分析的方法又可分为解析方法和数值方法。最早用于波动问题分析的方法是解析方法,如:分离变量法、波函数展开法、正交波函数法、摄动法、复变函数法、近似醇负谓理论、几何射线理论、浠缓蚖方法、曲线坐标法、浠缓图尤ú惺ǎ约吧鲜龈鞣椒ǖ慕岷希绺变函数和多极坐标法等。数值法如有限差分法、’有限元法、边界积分法和离散波数法等。解析法对局部场地的条件要求比较严格,它要求场地的不规则边界比较特殊、波传播的介质均匀且为线弹性,而这些条件在大多数情况下很难满足,使解析法的应用受到了很大的限制。数值法原则上可用于各种场地,特别是计算机
地下洞室对弹性波散射问题的研究概况数值法的显著特点是适用于任意形状的洞室和各种场地条件,而解析法在问题本技术的发展为数值法提供了广阔的应用空间,尤其是解决复杂地形和介质内的波动问题时,数值法日益受到重视。但数值法在求解高频波入射时,在误差的定性分析和定量控制方面会遇到一些麻烦、因而对入射波的频率要求比较严格。尽管解析法在求解波动问题时受到很大限制,但解析法在问题本质的分析方面,有着数值法无法替代的作用,而且解析法还可用来检验数值法的精度。地下洞室对地震波的散射多年来一直是国内外颇为引人注目的研究课题之一。问题的求解可采用数值