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饱和土半空间中圆形衬砌洞室对入射平面P波和平面SV波散射的研究

申齐豪  
【摘要】: 复杂的局部场地条件对地震波的传播影响很大,地震时可能使地面运动产生较大的放大或缩小以及震害分布区域化。实测地震记录和理论分析都表明,震害较重的场地,复杂局部场地的地震动比均匀场地要大。这说明复杂局部场地条件对地震动的影响不容忽视。本文利用解析解的方法对含饱和土复杂的局部场地的地震动进行了深入的研究,并通过数值计算进行了分析,取得了以下研究成果: 1、以Biot的两相饱和多孔介质动力方程为基础,利用波函数展开方法,给出了含圆形衬砌洞室的复杂的局部场地对地震波散射问题的一系列解析解: (1)饱和土半空间中地下圆形衬砌洞室对入射平面P波散射的解析解; (2)饱和土半空间中地下圆形衬砌洞室对入射平面SV波散射的解析解。 2、在解析解的基础上,数值计算给出洞口动应力集中放大系数,分析并讨论了洞室直径、入射波形式以及特性(入射频率、入射角度)、半空间介质和衬砌材料参数、边界条件等因素对洞口集中应力放大系数的影响。 上述研究成果对地下圆形衬砌洞室复杂场地地震反映分析与设计具有参考价值。


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