冲击荷载作用下软土隧道结构热-流-固耦合动力响应分析

爆炸对结构物的作用可以看成是冲击力和热的共同作用结果。基于biot热弹性波动理论，利用饱和多孔介质热-流-固耦合动力响应模型，研究了饱和软黏土中隧道结构内受指数衰减热/力冲击荷载作用下的动力响应。利用flügge薄壳理论，得到隧道结构的运动方程。考虑土-结构接触面上的协调条件并利用热-流-固耦合动力响应模型的通解，得到了热/力冲击荷载作用下应力、位移和孔隙水压力响应在laplace变换域中的解。利用laplace数值逆变换技术得到数值计算结果，探讨了冲击荷载和热荷载作用下隧道结构刚度和厚度对应力、位移和孔隙水压力响应的影响。结果表明：在爆炸冲击荷载作用下，隧洞衬砌对周围土体起到很好的屏蔽作用，且衬砌刚度越大，其保护效果越好；衬砌与土体接触面上应力随衬砌刚度增大而减小，并且刚度越大应力衰减越快；衬砌刚度和厚度对热冲击的位移响应有明显影响，而对其温度响应的影响较小。