层状半空间中洞室对柱面sh波散射

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1、层状半空间中洞室对柱面SH波的散射DiffractionofcylindricalSHwavesaroundacavityinlayeredhalf-space学科专业：防灾减灾工程及防护工程研究生：赵圆圆指导教师：梁建文教授天津大学建筑工程学院二零一二年十一月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明

2、并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要在地下工程建设中，因工程爆破所产生的柱面SH波会影响其附近场地的振动并引起地下洞室的应力集中现象，所以对该影响进行定量的分析是很有必要的。到目前

3、为止，关于此问题的解答仅限于均匀半空间。本文用新的方法对此问题进行了研究，验证并补充了层状半空间中的结果，为后续的研究提供了新的研究方法。本文采用间接边界元法研究了柱面SH波在层状弹性半空间中洞室周围的散射问题。首先将柱面波展开成多个平面波的叠加，求解了在埋置柱面SH波作用下层状半空间的动力响应；然后利用层状半空间斜线格林影响函数求解了作用在洞室边界虚拟荷载的动力响应，并根据边界条件确定虚拟荷载；最后叠加自由场动力响应和虚拟荷载动力响应即得到问题的解。最后通过参数分析研究了基岩面与土层刚度比、基岩面深度、波源与洞室距离、入射波频率等对地表位移和洞室的

4、动应力集中因子的影响。本文通过和已有结果的对比验证了本文方法的正确性，计算分析了层状半空间中地下存在一圆形洞室时，在柱面SH波作用下的地表位移和洞室的动应力集中因子的变化规律，并得到了一些有实际意义的结论。关键词：层状弹性场地，柱面SH波，地下洞室，格林函数，动应力集中因子，间接边界元法ABSTRACTInconstruction,thecylindricalwavesgeneratedbytheexplosioncanaffectthegroundmotionnearthetunnelandthedynamicstressconcentration

5、ofthetunnel.So,itisnecesserytocomputetheimpactquantitatively.Sofar,theanalysisaboutthisproblemisstilllimitedtotheevenhalf-space.Hence,anewmethodwasprovidedtoanalysistheproblem,verifiedandcomplementedtheresultsofthelayeredelastichalf-space,andprovidedanewmethodforthefurtherreser

6、ch.DiffractionofcylindricalSHwavesaroundacavityinlayeredelastichalf-spaceispresentedusingindirectboundaryelementmethod(IBEM).Thefree-fieldresponseunderacylindricalSHwaveisdevelopedbyexpandingthecylindricalSHwaveintoplaneSHwaves.TheGreen’sfunctionofauniformlydistributedloadactin

7、gonaninclinedlineinlayeredhalf-spaceisusedforthecalculationofresponseduetofictitiousloadoncavityboundary,andthefictitiousloadisdeterminedbytheboundarycondition.Thesolutionisobtainedbythesummationofthefree-fieldresponseandtheresponseduetothefictitiousload.Finally,effectsofthesti

8、ffnesscontrastbetweenbedrockandsoillayer,soillayerthic