[发明专利]检测饱和黏弹性土中圆柱形隧洞振动特性的方法

摘要

本发明涉及检测饱和黏弹性土中圆柱形隧洞振动特性的方法，包括以下步骤：(1)建立饱和黏弹性与圆柱形隧洞衬砌相互作用模型：设定衬砌和土体紧密接触，不产生相对滑移，建立饱和黏弹性与圆柱形隧洞衬砌相互作用模型：(2)衬砌运动：将衬砌视为具有分数阶导数本构关系的均匀黏弹性体，在轴对称情形下，利用分数阶导数模型建立衬砌的应力和位移本构关系式；(3)边界条件：根据饱和黏弹性与圆柱形隧洞衬砌相互作用模型及衬砌的应力和位移本构关系式，得到饱和黏弹性土和分数导数黏弹性衬砌耦合稳态振动时的具体解答。与现有技术相比，本发明具有计算量小、抑制干扰能力强、调节稳定、调节精度高等优点。

主权项

检测饱和黏弹性土中圆柱形隧洞振动特性的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立饱和黏弹性与圆柱形隧洞衬砌相互作用模型：设定衬砌和土体紧密接触，不产生相对滑移，衬砌的内外径分别为R1和R2，其厚度为d＝R2‑R1；衬砌和土颗粒的泊松比分别为vL和vS；衬砌的剪切模量和材料密度为GL和ρL；土骨架和孔隙水的表观密度分别为ρS和ρF；土骨架的黏性用复模量表示为GS(1+2ξSi)，GS为土体的剪切模量，ξS为阻尼比，衬砌内边界(r＝R1)作用一个圆频率为ω的径向均布内水压力qFeiωt(i2＝‑1)，qF为单位面积衬砌上所受的水压力大小，单位为“帕”；衬砌和土体界面处(r＝R2）的水头为P2；衬砌内边界(r＝R1)的水头为P1；设定衬砌和土体接触面(r＝R2)无积水，且忽略衬砌中孔隙水的影响，建立饱和黏弹性与圆柱形隧洞衬砌相互作用模型；(2)衬砌运动：将衬砌视为具有分数阶导数本构关系的均匀黏弹性体，在轴对称情形下，利用分数阶导数模型建立衬砌的应力和位移本构关系式；(3)边界条件：根据饱和黏弹性与圆柱形隧洞衬砌相互作用模型及衬砌的应力和位移本构关系式，得到饱和黏弹性土和分数导数黏弹性衬砌耦合稳态振动时的具体解答。