基于土与结构相互作用的隧道结构振动特性的理论研究.docVIP

第 30卷 第 5期  地  震  工  程  与  工  程  振  动  V o.l 30 N o. 5 2010年 10月 JOURNAL OF EARTHQUAKE ENG IN EER ING AND ENG INEER ING V IBRAT ION O ct. 2010 文章编号: 1000 1301( 2010) 05 0142 08 基于土与结构相互作用的隧道结构 振动特性的理论研究 王  鑫, 刘增荣, 李云璋 (西安建筑科技大学 土木工程学院, 陕西 西安 710055 ) 摘要 : 考虑到地铁隧道结构与其周围土层的相互作用, 本文建立一种新的隧道结构振动特性的理论分 析方 法。首先 , 基于考虑横向剪切变形的中厚壳理 论, 建立 了隧道结 构的振动 方程, 其次, 基于均 匀、 各向 同性、线弹性介质的纳维波动理论, 建立了隧道周围土体的运动方程, 在此基础上, 利用波传播方 法, 通过界面连续条件建立了基于土与结构动力相互作用 的隧道结构振动控制方程, 利用其频散特征 方程 对隧道结构的振动特性进行了分析, 并与基于 薄壳理论、有限元 理论的相应 结果进行 了对比, 验 证了 方程的有效性。 关键 词: 隧道结构; 土; 相互作用; 波传播方法; 振动特性 中图 分类号: TU 311. 3; P315. 965 文献标志码: A Study on vibration characteristics of tunnel structure based on soil structure interaction WANG X in, L IU Z engrong, L I Yunzhang ( Schoo l of C ivil Engin eering, X i an U n iversity of A rch itectu re and Technology, X i an 710055, Ch ina) Abstract: C onsidering the in teraction between the subw ay tunne l structu re and th e surrounding so i,l w e estab lish a new theoret ica l analysism ethod for v ib rat ion characterist ics of the tunnel structure. F irst ly, on the basis o f the m od erate ly th ick cylin drical she ll theory to consider the transverse shear deform a tion, the v ib rat ion equat ion o f tunne l structure is form u lated. Secondly, the m otion equat ion o f the so il around the tunnel is also set up by using N av ier s w ave theory for hom ogeneous, isotrop ic, linear e lastic m ed ia. Based on these, by using the w ave propagation ap proach, the vibration contro l equation of the tunnel structure consid ering so il structu re dynam ic in teraction is fin ally estab lished by m eans of the in terface continuous cond it ions, and then, analysis o f the v ib rat ion characterist ic o f the tunne l structure is carried out by tak ing advantage o f its dispersion characteristic equa tion, wh ich va lidates the ef fect iveness o f the equation gotten above and m akes comparison w ith the co rrespond ing resu lts obta in ed by the th in shell th eo