水下双层衬砌隧道对平面SV波散射问题的解

摘要

将水层和水下土体分别视为无黏性流体和饱和多孔介质,基于无黏性流体波动理论和Biot饱和多孔介质波动理论,考虑水-饱和土-隧道动力相互作用,借助Hankel函数积分变换法,给出水下双层衬砌隧道对平面SV波散射问题的解.与以往研究中的“大圆弧假定”方法相比,Hankel函数积分变换法可以有效地将饱和土中散射波势函数的表达式从柱坐标系直接转换到直角坐标系下,更有利于水下双层衬砌隧道场地边界条件的处理.在解析解的基础上,重点分析内外衬砌刚度比和内外衬砌厚度比对水下双层衬砌隧道地震响应的影响.研究结果表明:(1)内外衬砌刚度比和厚度比的变化对隧道位移和孔压集中系数影响不明显;(2)随着内外衬砌刚度比的增加,内衬砌动应力集中系数明显增加;(3)随着内外衬砌厚度比的增加,内衬砌动应力集中系数减小.