半空间圆孔和衬砌与裂纹对SH波的散射

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本文采用Green函数、多极坐标和复变函数的方法研究弹性半空间界面附近含有圆孔和圆形衬砌对SH波的散射作用,同时研究了伴有裂纹存在时对不同角度入射的SH波的散射问题。  首先利用SH波散射的对称性,采用复变函数和多极坐标的方法,在复平面上构造出了本文需要的在弹性半空间中含圆形孔洞、衬砌的时内部任意一点作用时间谐和的点源荷载时的Green函数表达式。在此之后进一步构造出自动满足含有孔洞、衬砌的弹性半空间自由表面上应力自由的散射波以及衬砌内部的驻波,利用移动坐标的方法,并同时利用圆孔、衬砌的边界条件以求得其中的未知系数。  继而我们可以构造出裂纹,我们利用前面得到的Green函数表达式,即裂纹“切割”的方法,在裂纹所在的区域范围内施加相应的应力,施加与SH波散射在裂纹所在处产生的应力数值大小相等,但是方向相反的应力,然后再对裂纹的整个长度范围内进行积分整合,进而构造出裂纹。此后我们有了散射波以及Green函数的表达式就可以得到在弹性半空间中同时存在圆孔、衬砌和裂纹时的位移场和应力场,最终得到了圆孔、衬砌边界的动应力集中系数(DSCF)的表达式。最后通过具体的算例分析讨论了不同参数对动应力集中系数(DSCF)的影响规律。
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