黄 果, 刘争平, 刘茂洋

(1. 西南交通大学, 四川 成都 610031; 2. 中铁长江交通设计集团有限公司, 重庆 401121)

0 引言

随着城市基础设施建设和轨道交通的大力发展,大量地铁、隧道的修建以及其他地下空间的开发利用,形成了越来越多的人工地下空洞。地下空洞的存在破坏了原有岩层的整体性,导致地震波不只在横向均匀空间内传播,从而产生了场地效应,即地震波在传播过程中遇到不同岩层、断裂带、空洞等横向地质地貌会对地震动特性产生影响的现象。前人的研究表明,这些地下空洞产生的场地效应会对附近其他工程结构产生一定影响,存在潜在的工程隐患。

Pao[1]用波函数展开法研究了地下洞室的应力集中问题,发现地下空洞的存在会对地震波产生散射,从而改变波的动力学性质,在洞室周围形成应力集中,会对附近的工程结构产生震动放大等影响。梁建文等[2-3]运用级数解答和数值模拟,通过改变衬砌刚度、入射角度等分析了P波和S波入射时经过隧道引起的地表位移变化。梁建文等[4]利用波函数展开法,求得了半空间中空洞对瑞利面波散射的级数解和高频解答。Ren等[5]应用有限元数值模拟方法,通过改变隧道埋深和衬砌刚度分析了面波入射下隧道引起的近地表的位移变化。刘中宪等[6]采用间接边界积分方程法对地下隧道中瑞利面波的散射进行求解,探究改变隧道衬砌刚度、埋深等对面波散射的影响。Alielahi等[7]用面波入射平行的双洞隧道,收集近地表的数据并与无隧道时的数据对比发现:地下空洞的存在会使地震波能量分布发生很大变化。……