圆形洞室在径向非均匀荷载下的瞬态响应

摘要

cqvip:基于弹性介质动力学理论,研究了圆形洞室在瞬态径向非均匀荷载下的动力响应。利用波函数展开法与Laplace变换法,并考虑圆形洞室内表面应力边界非均匀条件,得到单位脉冲荷载下圆形洞室二维空间中应力和位移场在时域内的数值解。并通过算例,分析了径向非均匀瞬态荷载下的波动特性以及剪切模量等因素对应力位移场在径向和环向上分布特征的影响。研究结果表明,随着时间推移环向应力与位移的振动响应均表现出异步性,峰值出现的位置随时间在0-π之间变化,发生极值旋转;无量纲时间t>2时,径向应力发生明显衰减,而径向位移与环向响应在无量纲时间t>8时,才出现明显衰减,径向应力的振动周期最小;剪切模量对洞室表面应力位移幅值有显著影响;在非均匀荷载作用下,非均匀处响应幅值明显大于其他位置,径向应力、位移响应大于环向,衰减速度也更快。