球面压缩波入射下深埋三维衬砌洞室的动应力集中效应

采用一种间接边界元方法求解了球面压缩波入射下深埋球形衬砌洞室的三维动力反应,并与弹性全空间球形空洞精确解及平面波入射结果对比,验证了本文方法具有较好的计算精度;进而分析了入射球面波的频率、波源与洞室距离、衬砌厚度等参数对衬砌洞室动应力集中因子(DSCF)的放大效应。结果表明:近源和较低频率波入射情况下,入射波频率对动应力集中因子和空间分布特征有显著影响。整体上看,球面波入射下衬砌内动应力集中现象更为明显,DSCF值可达到相应平面波入射情况的2倍左右;当波源距离在5倍波长之外,可近似采用平面波模拟球面波入射;衬砌内不同位置频谱幅值差别明显,且峰值频率也有较大差异,迎波面一侧应力集中更为显著;在正常参数范围内,随衬砌厚度增大,衬砌内DSCF值有所降低。