浅埋圆孔附近的脱胶圆夹杂对SH波的散射

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研究地下浅埋弹性结构对弹性波的散射与动应力集中问题,在理论研究及工程应用中均有十分重要的意义。本文所研究的内容属于弹性动力学领域问题,采用“分区”和“契合”的思想,对浅埋圆孔附近的脱胶圆夹杂对SH波的散射问题和两个圆柱形弹性夹杂对SH波的散射问题进行了分析讨论,所运用的方法主要为复变函数法和多极坐标法。在对问题进行求解之前,先将整个求解区域分割成两部分,夹杂所在的区域定义为区域Ⅱ,其余部分定义为区域Ⅰ。首先,在区域Ⅱ中圆柱形弹性夹杂内构造一个驻波函数,使其满足脱胶部分应力自由的边界条件。采用Fourier变换将该驻波函数展开为一个含有待定系数的Fourier级数。其次,在区域Ⅰ中先写出在稳态SH波入射下入射波、反射波的应力和位移,再构造出两个圆孔的散射波,使其必须满足半空间自由表面应力为零的边界条件。再次,在半空间中将区域Ⅰ和区域Ⅱ“契合”,把夹杂和圆孔组装在一起,以脱胶部分应力自由,公共边界部分应力和位移连续为边界条件,建立满足边界条件的无穷代数方程组,并运用截断有限项的技术对其进行简化计算。最后,给出了具体算例和数值结果,讨论了入射角度变化、弹性夹杂参数变化、脱胶位置变化、脱胶夹杂与圆孔(或夹杂)的距离变化及埋深变化对动应力集中系数的影响。
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