【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展,地下空間結(jié)構(gòu)大規(guī)模建設(shè)。其中隧道是地下空間結(jié)構(gòu)存在的主要形式之一,但由于地震、爆炸以及人為因素等造成的嚴(yán)重破壞,使得其抗震性能的分析亟待研究。目前對(duì)于隧道抗震性能的研究仍不完善,且主要集中在隧道橫截面方向的抗震研究,而對(duì)于其縱向抗震研究卻相對(duì)較少。在分析地震問題的各種方法中,反應(yīng)位移法因其能較好地考慮地下結(jié)構(gòu)在地震作用下的變形而被廣泛應(yīng)用于地下結(jié)構(gòu)的抗震分析中,但因?yàn)槠涞鼗鶑椈蓜偠壬形唇⒔y(tǒng)一的理論公式,所以難以準(zhǔn)確計(jì)算。而彈性地基梁的動(dòng)力等效剛度可以表現(xiàn)為地基彈簧剛度和輻射阻尼,用其進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)的抗震分析,可以得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果。所以,本文考慮以彈性地基梁的動(dòng)力等效剛度替代地基彈簧剛度,通過(guò)理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬對(duì)隧道縱向的抗震性能進(jìn)行分析。研究的主要內(nèi)容和結(jié)論有:(1)基于彈性動(dòng)力學(xué)空間理論的基本方程,考慮彈性地基梁和彈性半空間的動(dòng)力相互作用,經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)得到了彈性地基梁豎向和水平動(dòng)力等效剛度的解析表達(dá)式,通過(guò)參數(shù)分析,討論了彈性地基梁豎向和水平動(dòng)力等效剛度的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:彈性地基梁的豎向和水平動(dòng)力等效剛度不為常數(shù),而是隨著梁中波傳播的相速度的變化而變化。(2)基于反應(yīng)位移法,將隧道模擬為彈性地基梁。利用豎向和水平動(dòng)力等效剛度,通過(guò)理論推導(dǎo)得到了隧道處于彈性階段時(shí)最大彎矩和軸力的解析表達(dá)式,以及塑性階段時(shí)最大軸力的解析表達(dá)式。利用數(shù)值算例,分析了隧道在地震作用下的受力情況。研究結(jié)果表明:當(dāng)?shù)卣鸩ǖ娜肷浣菫?°時(shí),隧道產(chǎn)生的彎矩最大;當(dāng)入射角為45°時(shí),隧道產(chǎn)生的軸力最大。(3)應(yīng)用有限元軟件ABAQUS對(duì)于隧道在地震作用下的受力情況進(jìn)行模擬計(jì)算,研究了隧道的縱向抗震性能,并將模擬結(jié)果與理論分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。分析結(jié)果表明:隧道彎矩和軸力的模擬值和理論值變化趨勢(shì)相近,證明了理論分析的正確性和可靠性。本文豐富了隧道結(jié)構(gòu)抗震性能研究的內(nèi)容,可為隧道的抗震設(shè)計(jì)研究提供理論支撐。
【圖文】：

因此，對(duì)于地下結(jié)構(gòu)的研究也逐漸受到了專家學(xué)者們的重視。如圖1.1所示，世界火山和地震帶的分布非常廣泛，而我國(guó)幅員遼闊，地處亞歐板塊、太平洋板塊和印度洋板塊三大板塊之間，是一個(gè)多地震的國(guó)家，具有地震強(qiáng)度大、分布范圍廣、發(fā)生頻率高等特點(diǎn)。最近幾十年中，中國(guó)發(fā)生過(guò)兩起著名的大地震，，分別是1976年震級(jí)為里式7.8級(jí)的唐山大地震和2008年震級(jí)為里式8.0級(jí)的汶川大地震。這兩起地震給人民的生命和財(cái)產(chǎn)都帶來(lái)了巨大的傷害。圖 1.1 世界火山和地震帶分布圖隧道是目前我國(guó)地下空間結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣泛的一種形式，由于其全部位于地面以下，所以過(guò)去人們普遍認(rèn)為其受到周圍巖土體的限制作用，在地震作用下受到的危害少于地上結(jié)構(gòu)。但近幾十年來(lái)的地震災(zāi)害數(shù)據(jù)表明，隧道在地震作用下會(huì)遭受嚴(yán)重破壞[2-4]。而且隧道等地下結(jié)構(gòu)不同于地上結(jié)構(gòu)是由加速度決定地震反應(yīng)

豎向動(dòng)力等效剛度的實(shí)部
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U452.28

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2650337