梁建文　胡淞淋　刘中宪　巴振宁

摘要：采用一种高精度间接边界积分方程法求解了平面P波入射下弹性半空间中三维洞室的动力响应。在精度检验基础上，以圆球形洞室为例，对地表位移动力响应和洞周动应力集中特征进行计算分析，并将三维模型解答同相应二维模型解答进行比较。研究表明，半空间中三维洞室周围波动特征十分复杂，位移和应力峰值及其空间分布特征强烈依赖于入射波频率、方向和洞室埋深。总体上，三维洞室上方地表位移放大效应要弱于二维情况，除个别频率外，标准化位移幅值在3.0以下；三维球形洞室X-Z截面内周向应力空间分布特征接近于二维情况，动应力集中幅度略大于后者。三维地下洞室对波的散射应该建立三维模型进行计算分析。

关键词：平面P波；洞室；散射；间接边界积分方程法；动应力集中

中图分类号：0347.4；U453.2

文献标志码：A

文章编号：1004-4523（2017）01-0155-12

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2017.01.021

引言

弹性波作用下地下洞室的动力响应一直是地下工程中引人关注的研究课题，问题可采用解析法或数值法求解。文献[1]采用波函数展开法研究了全空间中二维洞室在弹性波入射下的动应力集中问题。随后，文献[2]将解答推广到半空间，采用波函数展开法研究了平面SH波在半空间中二维洞室周围的散射问题。文献[3]采用渐进匹配法研究了平面SH波入射時地下二维洞室周围的动力响应问题。文献[4]利用直接边界元法研究了二维洞室对弹性波的动应力集中问题。……