考虑不均匀冻胀土体-衬砌隧道在寒区的振动响应

在频域内研究简谐均布荷载作用在寒区不均匀冻胀土体-衬砌隧道中的动力响应问题。将衬砌与冻土间视为紧密接触，冻土及非冻土间由于组构、性质间的差异可发生相对移动，在考虑覆盖于隧道周围冻结土体发生不均匀冻胀的前提下得到简谐荷载作用在衬砌内径所引发的系统振动解析解。根据非冻土、冻土以及衬砌间的连续条件和边界条件得到待定系数，并得到寒区隧道系统中不同介质的位移以及应力的解析解。对具体参数模型进行算例分析，发现：隧道系统的介质（衬砌，冻土及非冻土）参数变化会对冻土环向应力幅值、不同冻结状态土体径向位移幅值及其基频产生影响；不均匀冻胀会改变外荷载作用下隧道周围冻土中的动力响应；寒区隧道系统径向位移幅值随距离隧道圆心的增加呈现衰减的趋势，非冻土径向位移幅值较冻土减小明显。