基于非局部Biot理论下饱和土中深埋圆柱形衬砌对平面弹性波的散射

• 作者: 丁海滨 徐长节 杨园野 童立红
• 来源期刊: 岩土工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 非局部弹性理论 Biot理论 饱和土 动应力集中系数 圆柱形衬砌 散射
• 年，卷（期）: 2018,（9）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1563-1570
• 页数: 8页
• 分类号: TU435
• 语种: 中文
• DOI: 10.11779/CJGE201809001

摘要

基于Biot饱和多孔介质理论和非局部弹性理论,构建了非局部Biot运动方程及本构方程.利用波函数展开法及饱和土与衬砌边界连续条件和衬砌内边界自由边界条件,求解了饱和土体中圆柱形衬砌对平面波散射问题的解析解.并通过将该解退化为单相介质中及经典Biot理论下衬砌对平面P波散射稳态解,验证了计算结果的正确性.研究结果表明,衬砌内边界及外边界动应力集中因子均随非局部因子的增大而减小;隧道内边界动应力集中因子分布曲线随非局部因子的减小而扩大;当入射波频率大于0.045 MHz时,饱和土中空隙尺寸及空隙动力的影响将不可忽略;非局部因子一定时,衬砌外径与内径比越大则衬砌内边界动应力集中因子越大,且当衬砌较薄时,衬砌内边界动应力集中因子可能产生负值.