覆盖层下浅埋脱胶夹杂对SH波的散射

摘要

结构的抗震设计及其安全性评估是工程设计者特别关注且十分重要的问题。结构物与介质两者之间的界面剥离是一种常见的发生进而影响总体失败的行为。脱胶区的存在往往才是结构物发生灾难性破坏的直接原因。而估计覆盖土层对动应力集中及地震动的影响也成为地震工程的一个重要课题。在以往的研究成果中对于半空间内脱胶夹杂的弹性波散射问题，分析和研究的人相对较少。
　　本文重点求解了覆盖层半空间中浅埋部分脱胶圆柱形夹杂对稳态SH波散射的动力响应问题。在求解过程中，分别建立了单个脱胶夹杂、脱胶与未脱胶夹杂同时存在、孔洞和脱胶夹杂同时存在三种状况下的计算模型。首先，基于大圆弧假定原理将半空间内原有的直边界用新的曲面边界来拟合，依据赫姆霍兹定理给出波函数的一般形式解，同时联合多极坐标移动技术，构建以汉克尔函数表示的夹杂或圆孔的散射波位移场及以贝塞尔函数表示的夹杂内的驻波位移场，然后借助复变函数法和波函数展开法在满足相应的边界条件的情况下把问题归结为求解波函数中未知系数的无穷线性代数方程组，截断该方程组即可获得所述问题的数值结果。最后，借助具体算例讨论了不同介质参数组合条件下部分脱胶圆夹杂周边动应力集中的变化情况。结果表明：浅埋结构缺陷的存在通常会放大动应力的集中，特定条件下也可削弱动应力的集中；覆盖层刚度和厚度的变化对SH波的散射影响较大，已经很明显的改变了动应力集中在脱胶夹杂周边的分布；夹杂脱胶的存在使得脱胶边缘应力集中系数急剧变化，脱胶的边缘（即起点和终点）会出现较强的应力集中现象，与同等条件下的非脱胶夹杂的应力相比有很大程度的增长，所以说脱胶边缘应该是脱胶结构受力最薄弱的地方。

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第1章 绪论

1.1 本课题的研究背景

1.2 弹性波散射及脱胶结构问题研究概况

1.3 波动问题的研究方法

1.4 本文的主要工作

第2章 弹性动力学的基本理论和基本方程

2.1基本理论

2.2方程的分离变量解

2.3 二维问题

2.4 定解条件

2.5 本章小结

第3章 地表覆盖层半空间内圆柱形脱胶弹性夹杂对SH波的散射

3.1引言

3.2基本理论

3.3数值结果及参数分析

3.4 本章小结

第4章 地表覆盖层半空间内多个圆柱形脱胶夹杂对SH波的散射

4.1引言

4.2基本理论

4.3数值结果及参数分析

4.4 本章小结

第5章 地表覆盖层半空间内圆柱形脱胶夹杂和圆孔对SH波的散射

5.1引言

5.2基本理论

5.3数值结果及参数分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

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