摘要：现实中衬砌隧道穿越沉积谷地十分常见,而国内外对其地震响应规律研究较少。基于MATLAB编程平台,采用间接边界积分方程法,就沉积谷地衬砌隧道对平面SH波的散射问题进行了初步探讨。研究了不同频率、隧道埋深与入射角度对地表位移和衬砌内外壁动应力集中因子的影响,并比较了沉积谷地中隧道与半空间隧道两种情况下的差别。结果表明:软土沉积中隧道衬砌动应力集中更为显著;高频波入射下,隧道埋深对沉积区域内位移分布、衬砌应力频谱特性和地表位移频谱特性均有较大影响。研究结论可为沉积谷地中衬砌隧道抗震设计与安全性评估提供定量依据。

摘要：弹性半空间含脱空区衬砌隧道对平面P、SV波的散射规律尚不明确.采用一种高精度的间接边界积分方程法,将脱空区看作表面不相接触的界面裂纹,在衬砌内外表面附近引入虚拟波源面,衬砌内外的散射场由此面上的膨胀波源和剪切波源构造所得,进而据边界条件建立方程并求得虚拟波源密度,总波场由自由场和散射场叠加而得.数值分析结果表明:脱空区衬砌隧道附近波的散射同无脱空区情况相比差异显著,动力反应特征主要依赖于脱空范围、脱空位置、波入射角、无量纲频率等参数.总体上看,脱空对衬砌环向应力局部放大可达3倍以上,特别是对脱空区附近衬砌外壁放大更为显著.地表位移和衬砌应力均存在着“低频共振”现象,谱曲线峰值一般出现在低频段.实际隧道结构动力分析宜根据实际工况考虑脱空区的影响.

摘要：为揭示粘性滑移界面对衬砌洞室地震响应规律的影响,采用一种高精度的间接边界积分方程法,基于粘性滑移界面模型,求解了弹性半空间中浅埋圆形衬砌洞室对入射平面SH波的散射。结果表明:中低频波入射时,随着界面滑移刚度系数的增加,衬砌洞室上方地表位移幅值减小,而界面粘性系数对地表位移反应不明显;衬砌内壁应力幅值随界面滑移刚度系数的增加而增大。高频波入射下,较小的界面粘性系数对地表位移放大效应更为显著;当界面滑移刚度系数较小时,部分频段由于体系共振效应会造成显著的应力集中;高频特别是共振频率段,粘性系数对应力幅值有明显的降幅效应。研究结论可为实际地下工程结构的抗震设计提供部分理论依据。

摘要：采用间接边界积分方程法(IBIEM),对压缩波(P波)入射下弹性半空间中直墙拱形隧道的地震响应进行分析。通过参数分析,讨论入射波特性和衬砌特性对平面波散射的影响规律。计算结果表明:直墙拱形衬砌洞室附近波的散射同圆形衬砌情况相比差异显著;动力反应特征主要依赖于波入射角、入射波频率、衬砌埋深和厚度等参数;P波入射下洞室附近地面运动放大效应十分明显;低频波入射下,直墙拱形衬砌底板处的动应力集中现象最为显著。