饱和土中圆柱形衬砌对瞬态弹性波的散射

摘要

基于Biot波动理论,运用Laplace变换和波函数展开法,得到瞬态弹性波入射条件下饱和土体及圆柱形衬砌的位移应力表达式。利用饱和土体与衬砌结构的连续条件和衬砌结构内边界上的应力自由条件确定表达式中的未知系数。利用Laplace逆变换的数值方法给出了问题的数值解。研究了衬砌结构的动应力集中系数的波型特性及材料剪切模量和衬砌厚度对动应力集中系数的影响。结论表明随着阶数n的增大波型明显衰减;土体较衬砌结构软时动应力集中系数越大;衬砌结构厚度越大动应力系数越小。