赵立财,吕家栋

(1.台湾科技大学 营建工程系，台北 10607，中国；2.中铁十九局集团 第三工程有限公司,辽宁 110136，中国)

埋地衬砌隧道常用于流体物料的运输、贮存、输送等，该类结构在爆炸荷载作用下的动力行为和特性是当前的研究热点问题[1]。隧道腔内一般有一层衬砌层，这使得动力荷载作用下隧道土体与衬砌之间存在相互作用[2]，隧道内发生爆炸土体中相对较浅的深度产生的压力波对地表会产生影响[1]，最终破坏临近表面建筑设施[3]。因此，有必要分析该类由气体、壳体和土体耦合体系所涉及的复杂动力学问题。模拟该类埋地结构在内部爆炸荷载作用下的动力行为最简单的模型是弹簧路基支护衬砌或具有阻抗型响应的简单路基[4,5]。但这两种模型不能考虑土体介质中的波动对衬砌响应的复杂影响，尤其不适用于衬砌与土体之间存在缝隙的开启和闭合时的情况。部分学者通过解析方法考虑隧道内爆炸引起的压力波对周围土体的影响[6,7]，然而，他们大都将土体与结构之间的作用模拟为刚性接触，或将切向接触视为零，这与事实相差较大。在考虑间隙条件和波的传播时，变分-差分结合的数值方法法最适合处理这种复杂的土-结构的边界条件[8]。

隧道爆炸引起的衬砌和周围土体的变形是衬砌和土体之间以及土体中诱发的压力波和自由表面之间的动力相互作用的结果。变形取决于爆炸荷载、隧道的几何形状和深度、衬砌结构和土壤的力学性能。……