| 【中文题名】 | 地下圆形衬砌隧洞对柱面SH波的散射解析解 |
| 【英文题名】 | On Scattering & Diffraction of Underground, Circular, Lined Tunnels Subjected to Incident Cylindrical SH Waves |
| 【学科专业】 | 结构工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2004-7-19 |
| 【中关键词】 | 柱面,SH,波,地下圆形隧洞,散射,解析解 |
| 【英关键词】 | Cylindrical SH waves,Underground circular tunnel,Scattering,Analytical solution, |
| 【分类导航】 | 交通运输>公路运输>隧道工程>隧道结构理论>> |
| 【论文摘要】 | 地下隧洞结构对柱面 SH 波的散射会影响隧洞附近场地的地震动和地下
洞室的动应力集中，因而在建设新隧洞进行爆破时产生的柱面波可能会影响
到原有隧洞结构的安全，所以定量的计算此影响是很有必要的。而到目前为
止，有关于柱面波的此类问题的研究仅限于全空间的情形。因此，对本论文
所研究问题的求解，不仅在理论上，而且在工程应用上都有着重要的意义。
本文采用镜像法来求解此问题，并得到了地下衬砌洞室对入射柱面 SH 波
散射的解析解。在求解过程中，为利用边界条件，需要将波函数进行坐标变
换，本文中的坐标变换同时采用了正交型和斜交型 Graf 公式，最后得到一组
无穷代数方程组，对该方程组截断后求解。
本文从级数项数增加时地下洞室环向应力结果的收敛以及边界条件在考
虑误差情况下的满足两个方面检验了结果的正确性。然后考虑了入射波频率、
波源与洞室的距离、洞室的埋深以及衬砌的性质等因素对隧洞壁环向应力幅
值的影响。得出了一些有益的结论。 |
| 【论文题纲】 |
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第一章 绪论 |
6-9 |
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1.1 引言 |
6-7 |
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1.2 地下洞室(群)对入射弹性波的散射解析研究概况 |
7-8 |
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1.3 本文的主要研究对象及目的 |
8-9 |
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第二章 地震波基本理论 |
9-14 |
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2.1 基础理论 |
9-11 |
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2.2 Graf 加法公式 |
11-14 |
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第三章 地下衬砌洞室对入射柱面 SH 波的散射 |
14-50 |
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3.1 物理模型的建立 |
14-15 |
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3.2 存在的波的分析 |
15-17 |
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3.3 问题的边界条件 |
17 |
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3.4 坐标变换公式的推导及波函数的转换 |
17-21 |
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3.5 边界条件的引入 |
21-25 |
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3.6 方程组的求解 |
25-27 |
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3.7 计算隧洞内外壁上的环向应力幅值 |
27-30 |
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3.8 解的验证及级数收敛性分析 |
30-32 |
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3.9 结果的讨论及分析 |
32-50 |
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第四章 波源与隧洞处于不同埋深时的计算 |
50-66 |
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4.1 波源位于原有隧洞正下方 |
50-64 |
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4.2 波源位于原有隧洞正上方 |
64-66 |
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第五章 结论与建议 |
66-68 |
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参考文献 |
68-71 |
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发表的论文和参加科研情况说明 |
71-72 |
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致谢 |
72 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.104567 |
