原文传递
山间盆地及地下衬砌隧道对斜入射地震波的三维散射
| 论文题名： | 山间盆地及地下衬砌隧道对斜入射地震波的三维散射 |
| 关键词： | 格林函数;山间盆地;衬砌隧道;层状TI场地;斜入射地震波;三维散射 |
| 摘要： | 现实中有许多地形或结构，其在某一方向的尺寸会远大于截面尺寸，这样的地形或结构在进行地震反应求解时，可采用2.5维方法来模拟。2.5维方法能够反映地形或结构的三维地震反应，同时相比真三维分析，又有着计算量小和内存占有率低的优点。本文即是建立了一种2.5维多域间接边界元方法（IBEM），并应用该方法研究了山间盆地局部地形对地震波的三维散射问题，以及层状横观各向同性（TI）场地中地下衬砌隧道对地震波的三维散射问题，具体工作如下。 1、山间盆地对地震波的三维散射。将层状半空间中山间盆地模型分解为独立的闭合山体域、闭合盆地域以及开口层状半空间域，以全空间移动斜线荷载格林函数模拟闭合域内散射场，以层状半空间移动斜线荷载格林函数模拟开口层状半空间域内散射场，然后建立边界条件求解虚拟均布荷载大小，从而得到总的波场反应。通过退化与单个半圆凸起及沉积计算结果对比，验证了方法准确性，并分别以均匀弹性半空间和基岩上单一土层场地中山间盆地为例，在频域和时域内进行了数值计算分析，结果表明沉积盆地及其邻近山体之间存在显著的动力相互作用，并且山体高度对波的散射有着显著的影响。 2、层状TI场地中衬砌隧道对地震波的三维散射。将层状TI场地中地下衬砌隧道模型分解为独立的衬砌闭合域以及开口层状半空间域，以全空间移动斜线荷载格林函数模拟闭合衬砌域内散射场，以层状TI半空间移动斜线荷载格林函数模拟开口层状TI半空间域内散射场，通过建立边界条件求解虚拟均布荷载大小，从而得到总波场反应。通过与已有结果对比验证了该方法的正确性，并以均匀TI半空间及基岩上单一TI土层场地中地下衬砌隧道为例，在频域内对隧道附近地表位移幅值、衬砌内壁位移幅值和动应力集中因子进行了数值计算分析，结果表明TI土体模量比、波的入射频率以及入射角度对隧道及层状TI场地自身动力特性均有显著影响，进而影响了TI土层与衬砌隧道之间的动力相互作用。 |
| 作者： | 彭琳 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 巴振宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
