地下綜合管廊是一種將各類市政管線集中于一體的現(xiàn)代化、集約化城市生命線基礎(chǔ)設(shè)施。地下綜合管廊對于城市淺層地下空間的高效利用率以及其良好的防災(zāi)減災(zāi)能力能夠有效的解決當(dāng)前城市發(fā)展中傳統(tǒng)直埋管線所面臨的各種問題。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市人口數(shù)量的激增,我國現(xiàn)階段大力提倡和發(fā)展地下綜合管廊建設(shè),許多城市都開展了綜合管廊的建設(shè)工作�，F(xiàn)階段,我國關(guān)于地下綜合管廊地震響應(yīng)的研究較少,相關(guān)的抗震設(shè)計規(guī)范也不夠成熟,所以開展關(guān)于綜合管廊地震動力響應(yīng)的研究十分必要。本文主要是通過數(shù)值模擬的方法對綜合管廊在地震波作用下的動力響應(yīng)進(jìn)行研究,主要工作包括:(1)查閱綜合管廊抗震研究的相關(guān)資料,了解綜合管廊的地震響應(yīng)特征以及常用的研究方法,總結(jié)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,提出本文的研究內(nèi)容。(2)闡述了用ABAQUS軟件對綜合管廊在地震波作用下的動力響應(yīng)進(jìn)行分析時需要的一些基本知識。首先介紹了動力有限元分析的基礎(chǔ)理論,然后對土體的MohrCoulomb模型、混凝土的損傷塑性模型以及土體與結(jié)構(gòu)接觸面理論進(jìn)行了說明,接著對動力無限元邊界和一致粘彈性粘彈性邊界以及在兩種人工邊界上地震波的輸入法進(jìn)行闡述,通過簡單算例對比兩種邊界的精度,最后對地震波的選取進(jìn)行簡單說明。(3)建立了10種不同斷面尺寸的綜合管廊有限元模型,對不同斷面尺寸的綜合管廊在地震波作用下的動力響應(yīng)進(jìn)行分析。以綜合管廊結(jié)構(gòu)的加速度放大系數(shù)、結(jié)構(gòu)頂板與底板的相對位移以及結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的最大米塞斯應(yīng)力值為參考量,對斷面尺寸變化對綜合管廊結(jié)構(gòu)在地震波作用下的各項反應(yīng)的影響進(jìn)行分析,總結(jié)出綜合管廊斷面尺寸變化與綜合管廊地震各項參數(shù)響應(yīng)變化的規(guī)律。(4)基于第三章中建立的綜合管廊有限元分析模型,采用單一變量法對某些可能會影響綜合管廊地震響應(yīng)的因素進(jìn)行分析,主要包括地震波的頻譜特性、地震波的峰值加速度大小,地震波在土體中傳播方式、土體分層以及結(jié)構(gòu)的埋設(shè)深度。以結(jié)構(gòu)底板的加速度、結(jié)構(gòu)頂板與底板的相對位移以及結(jié)構(gòu)內(nèi)部的最大米塞斯應(yīng)力值為考察量,分析這些因素對綜合管廊結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響,并提出相關(guān)的抗震設(shè)計建議。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU990.3
【部分圖文】：

圖 1-1 綜合管廊示意圖以來，人們對于結(jié)構(gòu)抗震性能的認(rèn)識，通常是地下結(jié)構(gòu)的抗震性能要優(yōu)于導(dǎo)致關(guān)于結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的研究往往只針對地面結(jié)構(gòu)，而對地下結(jié)構(gòu)地震響足。但是，近年來的幾次大地震造成的災(zāi)害，使很多專家學(xué)者認(rèn)識到了地研究的必要性。日本的阪神地震（1995 年）造成了神戶市地鐵車站、地下綜合管廊的嚴(yán)重破壞，綜合管廊 2 號線的底層中壁產(chǎn)生的貫通裂縫，內(nèi)錯位或斷開[1,2]。臺灣的集集地震（1999 年）中，當(dāng)?shù)卮蟛糠值叵滤淼蓝级鹊膿p壞，其中約百分之二十五的隧道損壞嚴(yán)重[3]。2008 年的汶川地震所有地下隧道都受到了一定程度上的損害，其中絕大部分的損壞程度嚴(yán)重圣弗朗的 Loma_Prieta（1989 年）地震中，災(zāi)區(qū)的 BART 地鐵在地震中受，其原因是在地鐵施工時進(jìn)行了抗震的加固[5]。以上的地震的震害記錄動會造成地下結(jié)構(gòu)的損壞，地下結(jié)構(gòu)其實沒有想象中那樣牢固，所以對地震動力響應(yīng)研究刻不容緩。

圖 2-1 Mohr-Coulomb 屈服準(zhǔn)則時，Mohr-Coulomb 模型的剪切屈服面方程在 = mc ¨ ￠ = 效應(yīng)力， 等效壓應(yīng)力， mc為 Mohr-Coulo面上的形狀，其表達(dá)式為： cos § ￠( ) ￡§( )¨ ￠ 定義為 ￡§( ) = 3 3， 是第三偏應(yīng)力不變

圖 2-1 Mohr-Coulomb 屈服準(zhǔn)則用應(yīng)變不變量時，Mohr-Coulomb 模型的剪切屈服面方程在子午面上為[55 = mc ¨ ￠ = （2， 為 Mises 等效應(yīng)力， 等效壓應(yīng)力， mc為 Mohr-Coulomb 模型的偏應(yīng)著屈服面在 平面上的形狀，其表達(dá)式為： mc= cos § ￠( ) ￡§( )¨ ￠ （2， 是極偏角，定義為 ￡§( ) = 3 3， 是第三偏應(yīng)力不變量 。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2815868