【摘要】：山嶺隧道穿越活動(dòng)斷層時(shí),由于受到活動(dòng)斷層的錯(cuò)動(dòng)作用,隧道結(jié)構(gòu)與斷層交界面附近容易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。研究跨活動(dòng)斷層的隧道結(jié)構(gòu)抗減震技術(shù)是地下工程抗震的難題之一。本文通過結(jié)合常用的抗減震措施,提出了具有綜合性的多級抗減震可變結(jié)構(gòu),并展現(xiàn)相關(guān)的數(shù)值模擬分析,得出的結(jié)論主要有:(1)基于彈性地基梁理論,利用雙曲線函數(shù)對彈性地基梁的撓度微分方程進(jìn)行求解,得出隧道結(jié)構(gòu)的縱向內(nèi)力表達(dá)式。(2)通過比較在峰值加速度為0.3g地震波作用下與斷層錯(cuò)動(dòng)量為0.5m作用下隧道結(jié)構(gòu)的應(yīng)力,確定斷層錯(cuò)動(dòng)是引起隧道結(jié)構(gòu)破壞的主要原因。通過數(shù)值模擬,研究了在不同的斷層錯(cuò)動(dòng)條件下,包括:斷層錯(cuò)動(dòng)速度、斷層寬度、斷層傾角、斷層錯(cuò)動(dòng)量和斷層錯(cuò)動(dòng)形式,斷層錯(cuò)動(dòng)對隧道結(jié)構(gòu)所造成的應(yīng)力影響以及應(yīng)力分布規(guī)律,得出斷層的錯(cuò)動(dòng)量與錯(cuò)動(dòng)形式對隧道結(jié)構(gòu)的受力影響最大。根據(jù)斷層錯(cuò)動(dòng)下隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)力的大小,將隧道結(jié)構(gòu)分為主要影響區(qū)域和次要影響區(qū)域。(3)在斷層破碎帶及其附近了設(shè)置多種抗減震措施,將隧道設(shè)計(jì)成抗減震能力強(qiáng)的抗減震結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是:隧道采用了分段施工,隧道截面擴(kuò)挖,設(shè)置0.3m厚減震層,在隧道主要影響區(qū)域注漿2m厚,次要影響區(qū)域注漿1m厚,沿隧道縱向設(shè)置減震縫的,分段的隧道結(jié)構(gòu)在設(shè)置減震縫處允許自由移動(dòng)。通過數(shù)值模擬,驗(yàn)證該抗減震結(jié)構(gòu)在斷層錯(cuò)動(dòng)下的安全性。數(shù)值模擬表明,該結(jié)構(gòu)基本上能在斷層寬度為20m、斷層錯(cuò)動(dòng)速度為0.1m/s、錯(cuò)動(dòng)形式為逆斷層錯(cuò)動(dòng)、錯(cuò)動(dòng)量為0.5m的斷層錯(cuò)動(dòng)作用下安全工作。(4)提出在不設(shè)置抗減震措施下,對作用在隧道結(jié)構(gòu)的荷載計(jì)算進(jìn)行修正。本文通過分析認(rèn)為由作用在隧道結(jié)構(gòu)上的靜力荷載到作用在隧道結(jié)構(gòu)上的動(dòng)力荷載之間存在一個(gè)荷載放大系數(shù)。通過斷層發(fā)生錯(cuò)動(dòng)前后隧道結(jié)構(gòu)的應(yīng)力比值,分別求解出錯(cuò)動(dòng)方式為正斷層錯(cuò)動(dòng)、逆斷層錯(cuò)動(dòng)和走滑斷層錯(cuò)動(dòng)下的荷載放大系數(shù)。(5)根據(jù)抗減震結(jié)構(gòu)沿隧道縱向橫截面的不同,以及隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)力沿縱向分布的不同,提出抗減震結(jié)構(gòu)在斷層錯(cuò)動(dòng)作用下的位移和內(nèi)力數(shù)學(xué)表達(dá)式。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U451

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2524007