平面P波作用下液化场地中隧道结构的波动分析

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2018.04.02

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2018, Vol. 37 ›› Issue (04): 7-14.DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2018.04.02

平面P波作用下液化场地中隧道结构的波动分析

左熹1，王婷婷2，王炳辉3，苏慧1

(1.金陵科技学院建筑工程学院，江苏南京 211169；2.南京工业大学岩土工程研究所，江苏南京 210009； 3.江苏科技大学土木工程与建筑学院，江苏镇江 212003)

收稿日期:2016-10-12 修回日期:2017-04-10 出版日期:2018-04-12 发布日期:2018-04-12
作者简介:左熹(1982—)，男，江苏兴化人，副教授，博士后，主要从事地下结构防灾减灾方面的研究。E-mail：zxjit@jit.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51408281)；江苏省自然科学基金项目(BK20140108，BK20141090)；江苏省青蓝工程资助项目(2016)

Wave Propagation Analysis on Tunnel Structure in Liquefaction Site under Plane P-Wave Incidence

ZUO Xi1，WANG Tingting2，WANG Binghui3，SU Hui1

(1.Institute of Architectural Engineering，Jinling Institute of Technology，Nanjing 211169，Jiangsu，P. R. China; 2.Institute of Geotechnical Engineering，Nanjing University of Technology，Nanjing 210009，Jiangsu，P. R. China; 3.School of Civil Engineering and Architecture，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang 212003，Jiangsu，P. R. China)

Received:2016-10-12 Revised:2017-04-10 Online:2018-04-12 Published:2018-04-12

摘要/Abstract

摘要： 将液化土体视为黏性流体，从黏性流体的运动方程和连续性方程推导出液化土体的波动方程，并证明波动方程的损耗与动力黏度有关。结合复变函数法求解了隧道结构周围半无限空间中波动位移场和应力场，根据隧道结构外侧与周围液化土体之间应力和位移连续的边界条件，可得波动问题中各势函数的待定复系数，分析了隧道结构在平面P波作用下所产生的径向和环向动应力集中程度。结果表明：P 波入射时隧道结构的应力集中分布随入射角度不同而呈现出明显差异。动力黏度对隧道结构的动应力集中有明显的影响，隧道结构的应力分布随动力黏度的变化而改变，动力黏度越小，应力集中程度越高。

关键词: 隧道工程, P波, 液化场地, 隧道结构, 波动

Abstract: The liquefied soil was regarded as the viscous fluid and the wave equation of liquefied soil was derived from the motion equation and continuity equation of viscous fluid.And then the loss of wave equation was proved to be related with the dynamic viscosity.What’s more，combined with the complex function method，the displacement and stress fields around the tunnel structure in the semi-infinite space were solved.According to the boundary conditions of continuous displacement and the stress between the lateral of tunnel structure and the surrounding liquefied soil，the undetermined complex coefficients of the potential functions in the wave problem could be obtained.The concentration degree of dynamic stress in radial and circumferential direction generated by the tunnel structure under plane P-wave was analyzed.The results show that the distribution of stress concentration of the tunnel structure varies obviously with different incident angles when the P wave is incident.In addition，dynamic viscosity has obvious influence on the dynamic stress concentration of the tunnel structure，and the stress distribution of the tunnel structure changes with the change of the dynamic viscosity：the smaller the dynamic viscosity，the higher the concentration degree of the stress.

Key words: tunnel engineering, P-wave, liquefaction site, tunnel structure, wave propagation

中图分类号:

左熹1，王婷婷2，王炳辉3，苏慧1. 平面P波作用下液化场地中隧道结构的波动分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2018, 37(04): 7-14.

ZUO Xi1，WANG Tingting2，WANG Binghui3，SU Hui1. Wave Propagation Analysis on Tunnel Structure in Liquefaction Site under Plane P-Wave Incidence[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2018, 37(04): 7-14.

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