本文關(guān)鍵詞：高水壓下大直徑海底盾構(gòu)隧道地震動(dòng)力響應(yīng)分析　出處：《北京建筑大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：相比于越江隧道,海底隧道面臨著更加顯著的高水壓、復(fù)雜地質(zhì)條件問題,在地震安全有關(guān)方面有更高要求,而目前的隧道動(dòng)力響應(yīng)研究多集中在陸地隧道,對(duì)此考慮較少。本文借鑒鄧肯-張E-B理論模型相關(guān)原理,運(yùn)用FLAC3D軟件自帶的二次開發(fā)編輯平臺(tái)對(duì)軟件自帶的摩爾庫(kù)倫模型的相關(guān)函數(shù)進(jìn)行修改,實(shí)現(xiàn)鄧肯-張本構(gòu)模型的開發(fā),并運(yùn)用于海底盾構(gòu)隧道地震動(dòng)力響應(yīng)分析中。綜合分析了不同水壓對(duì)海底隧道的動(dòng)力響應(yīng)影響,并針對(duì)高水壓下隧道穿越土石交界處和地質(zhì)斷裂帶等情況進(jìn)行了模擬計(jì)算,得到以下研究成果:(1)埋深一定時(shí),地震波作用下水壓的變化對(duì)隧道結(jié)構(gòu)水平位移影響較大,位移峰值和第一主應(yīng)力峰值都隨水壓的增大而增加,但與運(yùn)用莫爾庫(kù)倫模型的情況相比,水壓增加時(shí)結(jié)構(gòu)位移增長(zhǎng)趨勢(shì)變緩。這可能是因?yàn)樵诒疚倪\(yùn)用的鄧肯-張(E-B)模型中,水壓增大使圍巖所承受圍壓增加導(dǎo)致土體的彈性模量增加,所以對(duì)隧道產(chǎn)生約束也相應(yīng)增大,但約束效應(yīng)的增加比率有所減緩。(2)隧道穿越土石交界處時(shí),水壓變化對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)影響較大,隨著水壓的增加,位于軟土區(qū)的結(jié)構(gòu)地震位移峰值和應(yīng)力峰值都隨之增加。軟土區(qū)土層條件的變化對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)有著較大的影響,隨著土層彈性模量的減弱,土體彈性模量與巖石彈性模量差距越大,結(jié)構(gòu)的位移峰值和應(yīng)力峰值都隨之增加,同時(shí)介質(zhì)物理性質(zhì)突變的影響范圍也變大。(3)斷裂帶對(duì)結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)力響應(yīng)具有明顯的影響。特別是在斷裂帶區(qū)域,結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)較為劇烈,受地震波波動(dòng)影響較大。而隨著水壓的增大,結(jié)構(gòu)在斷裂區(qū)的位移和應(yīng)力都隨之增大。沿著隧道軸向變化看,結(jié)構(gòu)主應(yīng)力峰值發(fā)生在巖石與土體的交界處,這主要是由于軟土和巖石位移和變形錯(cuò)位差造成結(jié)構(gòu)的剪切變形,產(chǎn)生大的應(yīng)力變化,特別是結(jié)構(gòu)的肩部和腳部,很容易發(fā)生破壞,應(yīng)重點(diǎn)做好防護(hù)。
[Abstract]:Compared to the Yu Yue river tunnel, tunnel face high pressure is more significant, complex geological conditions, in terms of seismic safety have higher requirements, and the tunnel dynamic response of land concentrated in the tunnel, this is seldom considered. This paper use Duncan Chang E-B model theory related principle, modified using the correlation function two times the development of editing platform of FLAC3D software of Moore Kulun model software, to achieve the development of Duncan Chang constitutive model, and applied to seafloor seismic response analysis of shield tunnel. The comprehensive analysis of the effects of different water pressure on dynamic response of submarine tunnel, and the simulation calculation was carried out for high hydraulic pressure tunnel through the earth and the junction of the fault zone and so on, get the following research results: (1) a certain depth, influence of earthquake water pressure on tunnel structure horizontal displacement Large displacement and the first principal stress increases the peak stress with increasing the water pressure, but compared with the Kulun Moore model, the water pressure increases when the displacement of the structure growth trend slowed down. This may be because in the Duncan Chang (E-B) model, the pressure increase rock under confining pressure increase lead to the increase of elastic modulus of soil, so the tunnel restraint also increases, but the increase rate constraint effect slowed. (2) the tunnel through the embankment at the junction, the change of water pressure has great influence on the structural dynamic response, with the increase in water pressure, seismic displacement in soft soil area and the stress peak increased. Changes of soil conditions in soft soil area on the structure dynamic response has a greater impact, with the weakening of the elastic modulus of the soil, the elastic modulus of soil and rock elastic modulus, the greater the gap, the peak displacement of the structure And the peak stress increases, while the influence range of the physical properties of mutation is also larger. (3) fault zone has obvious influence on the seismic response of structures. Especially in the fracture zone, the structural dynamic response is more intense, the seismic wave influence. With increasing the water pressure, displacement of structure in the fracture zone and stress are increased. Along the tunnel axial variation, structure of main peak stress occurs at the junction of rock and soil, which is mainly due to the soft soil and rock displacement and deformation dislocation structure caused by poor shear deformation, resulting in large stress changes, especially the structure of the shoulder and foot that is easy to be destroyed, should focus on the door.

【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U452.28

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1391333