【摘 要】
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现如今,随着西部大开发、西气东输、南水北调等工程的推进,对于地下空间的运用越来越多,而管道运输作为一种重要的运输方式,其安全性与稳定性也成为了学者们关注的焦点。本文通过运用间接边界积分方程法（IBIEM）对柱面SH波作用下的单线与双线管道的动应力集中系数（DSCF）进行分析,得出解析解,以武汉市某地下管网作为研究对象,通过分析不同刚度系数Kr、波源距离D、波源位置O及入射波频率相关系数ka（a2=
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现如今,随着西部大开发、西气东输、南水北调等工程的推进,对于地下空间的运用越来越多,而管道运输作为一种重要的运输方式,其安全性与稳定性也成为了学者们关注的焦点。本文通过运用间接边界积分方程法（IBIEM）对柱面SH波作用下的单线与双线管道的动应力集中系数（DSCF）进行分析,得出解析解,以武汉市某地下管网作为研究对象,通过分析不同刚度系数Kr、波源距离D、波源位置O及入射波频率相关系数ka（a2=a为管道外径）,来讨论在不同条件下DSCF的分布形式、峰值的变化趋势、影响因素及存在位置,对管道进行安全性分析,为实际工程中的问题及相关的安全判据提供理论支持。经过分析可知,间接边界积分方程法是一种可以快速求解一般弹性动力学问题的有效方法。引导性算例表明,该方法与已有理论分析结果一致且求解精度较高。通过分析埋地管道的动应力集中系数可知,由于管土刚度相差较大,管道内壁的动应力集中系数（DSCF）比较大,因此管道内壁应作为实际工程中重点监测对象;界面刚度对管道DSCF的值和分布规律均有较大的影响,整体而言,界面刚度越大,管中的DSCF越大,土中的DSCF就越小。对于单线管道而言,建立了柱面SH波作用下考虑管土界面效应的动力平衡方程,通过计算表明,（1）当虚拟源点个数达到50、应力监测点个数达到60时,求解精度可达到10-10,满足进一步分析要求。（2）当波源到管道轴线距离D≥5a2时,土体及管道内壁的DSCF基本不再变化,此时柱面SH波可作为平面SH波来处理。（3）随着频率相关系数ka的增加,管道和土体最大DSCF的变化规律受界面刚度影响较大。对于双线管道而言,需要考虑管道间的相互作用,因此对其展开分析,结果表明:（1）当管道间距d＞20a时,左右两侧管道的相互作用基本可以忽略,可视为单线管道进行分析处理。（2）当波源位于两侧管道轴心连线上时,管道及土体中DSCF关于水平对称分布,近波源侧的DSCF明显大于远波源侧。（3）当波源不位于两侧管道轴心连线上时,土体的DSCF分布曲线随入射角度的变化而发生了偏转,由于管道的相互影响,ka越大,土体中DSCF分布越不规则,管道中的分布相对变化小一些。（4）当界面刚度系数取值较小时,高频入射波对右侧管道内壁及土体的DSCF最大值影响较大。（5）在水平入射的高频入射波作用下,右侧管道及土体的DSCF峰值,均小于其他入射位置。这说明,水平入射高频波时,左右两侧管道的相互作用较大,对右侧管道DSCF峰值的削弱作用最强。
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