突加集中荷载作用下饱和土-深埋圆形隧道衬砌系统的非轴对称动力响应

摘要

考虑饱和土与深埋圆形衬砌的相互作用,研究了突加集中荷载作用下饱和土-衬砌系统的非轴对称动力响应.基于Biot理论和弹性理论,采用Laplace变换和Fourier级数,考虑衬砌边界条件以及衬砌与饱和土交界面处的连续性条件,在Laplace变换域内求得突加集中荷载作用下饱和土-弹性衬砌耦合系统的位移、应力和孔隙水压力等的解析表达式.利用Laplace逆变换Crump数值反演方法得到饱和土-衬砌系统动力响应的数值解,并分析了土体和衬砌系统的力学、几何等参数对系统动力响应的影响.结果表明:5倍隧道衬砌半径以外处土体的动力响应远小于隧道附近土体的动力响应;衬砌刚度和厚度对土体位移和应力影响显著,但对孔隙水压力影响较小;孔隙水的可压缩性对土体位移的幅值影响不大,但对应力幅值的影响较为显著.