Rayleigh波在饱和半空间中圆形洞室周围的散射

作     者：徐颖 梁建文 刘中宪 XU Ying LIANG Jian-wen LIU Zhong-xian

作者机构：天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学天津市土木工程结构及新材料重点实验室天津300072 天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2017年第38卷第8期

页      面：2411-2424页

核心收录：

学科分类：070801[理学-固体地球物理学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.51378348) 

主　　题：饱和半空间 圆形洞室 散射 Rayleigh波 间接边界积分方程法 

摘      要：基于Biot的两相介质理论,采用间接边界积分方程法,求解了Rayleigh波在饱和半空间中圆形洞室周围的二维散射问题,分析了入射波频率、孔隙率、边界渗透条件和洞室埋深等参数对地表位移幅值、洞室表面和地表孔隙水压力的影响。研究结果表明,由于圆形洞室的存在,饱和半空间地表位移幅值和地表孔隙水压被明显放大:在透水条件下,水平和竖向位移最大值分别比自由场放大了10.1倍和11.2倍;在不透水条件下,水平和竖向位移最大值分别比自由场放大了12.0倍和9.6倍,地表孔隙水压力放大了2.1~3.0倍。地表位移和孔隙水压力最大值均出现在入射波近端洞室边界附近。随着Rayleigh波入射频率的增大和洞室埋深的增加,地表位移幅值的放大作用有所减小。在相同孔隙率条件下,当入射频率为1.0时,洞室表面孔隙水压力最大;当入射频率为2.0时,洞室表面孔隙水压力最小,洞室表面最大孔隙水压力出现在洞室顶部。