覆蓋層下淺埋脫膠夾雜對SH波的散射.pdf

1、結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計及其安全性評估是工程設(shè)計者特別關(guān)注且十分重要的問題。結(jié)構(gòu)物與介質(zhì)兩者之間的界面剝離是一種常見的發(fā)生進而影響總體失敗的行為。脫膠區(qū)的存在往往才是結(jié)構(gòu)物發(fā)生災(zāi)難性破壞的直接原因。而估計覆蓋土層對動應(yīng)力集中及地震動的影響也成為地震工程的一個重要課題。在以往的研究成果中對于半空間內(nèi)脫膠夾雜的彈性波散射問題，分析和研究的人相對較少。
　　本文重點求解了覆蓋層半空間中淺埋部分脫膠圓柱形夾雜對穩(wěn)態(tài)SH波散射的動力響應(yīng)問題。在求解過

2、程中，分別建立了單個脫膠夾雜、脫膠與未脫膠夾雜同時存在、孔洞和脫膠夾雜同時存在三種狀況下的計算模型。首先，基于大圓弧假定原理將半空間內(nèi)原有的直邊界用新的曲面邊界來擬合，依據(jù)赫姆霍茲定理給出波函數(shù)的一般形式解，同時聯(lián)合多極坐標移動技術(shù)，構(gòu)建以漢克爾函數(shù)表示的夾雜或圓孔的散射波位移場及以貝塞爾函數(shù)表示的夾雜內(nèi)的駐波位移場，然后借助復(fù)變函數(shù)法和波函數(shù)展開法在滿足相應(yīng)的邊界條件的情況下把問題歸結(jié)為求解波函數(shù)中未知系數(shù)的無窮線性代數(shù)方程組，截斷該

3、方程組即可獲得所述問題的數(shù)值結(jié)果。最后，借助具體算例討論了不同介質(zhì)參數(shù)組合條件下部分脫膠圓夾雜周邊動應(yīng)力集中的變化情況。結(jié)果表明：淺埋結(jié)構(gòu)缺陷的存在通常會放大動應(yīng)力的集中，特定條件下也可削弱動應(yīng)力的集中；覆蓋層剛度和厚度的變化對SH波的散射影響較大，已經(jīng)很明顯的改變了動應(yīng)力集中在脫膠夾雜周邊的分布；夾雜脫膠的存在使得脫膠邊緣應(yīng)力集中系數(shù)急劇變化，脫膠的邊緣（即起點和終點）會出現(xiàn)較強的應(yīng)力集中現(xiàn)象，與同等條件下的非脫膠夾雜的應(yīng)力相比有很大