鐵路隧道底部結(jié)構(gòu)是隧道結(jié)構(gòu)的主要組成部分之一,是隧道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),底部結(jié)構(gòu)能夠堅(jiān)實(shí)穩(wěn)固是保證軌道良好狀態(tài)的關(guān)鍵條件。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式隧道底部結(jié)構(gòu)相比,預(yù)制裝配式隧道底部結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量保證率高、建設(shè)工期短、對環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。目前我國尚未有針對預(yù)制裝配式隧道抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范,對其抗震設(shè)計(jì)和分析的系統(tǒng)研究不足。因此,本文在前人相關(guān)研究基礎(chǔ)上,以鄭萬高鐵羅家山隧道為工程背景,采用數(shù)值模擬的手段,對預(yù)制裝配式底部結(jié)構(gòu)隧道進(jìn)行研究。本文的主要研究工作如下:(1)建立預(yù)制裝配式底部結(jié)構(gòu)隧道三維精細(xì)化模型,輸入橫向地震波,探討了不同襯砌強(qiáng)度、不同圍巖級別、不同峰值加速度等因素對隧道地震響應(yīng)的影響,分析其加速度,位移,最大主應(yīng)力,特別是預(yù)制裝配式底部結(jié)構(gòu)最大主應(yīng)力的分布及變化規(guī)律,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果給出相關(guān)建議,為工程設(shè)計(jì)和施工提供參考。(2)研究隧道結(jié)構(gòu)在水平橫向地震波作用下,在隧道初期支護(hù)和二襯之間設(shè)置減震層,分析了不同減震層厚度和不同減震層剛度對隧道結(jié)構(gòu)的抗震減震效果影響,提出了在該工程實(shí)際條件下建議采用20cm厚,剛度5MPa的減震層。(3)建立預(yù)制裝配式底部結(jié)構(gòu)隧道接頭計(jì)算數(shù)值模型,求解其不同襯砌強(qiáng)度、不同圍巖級別、不同地震烈度,不同減震層厚度與剛度下接頭最大切向應(yīng)力的變化。得出了在未設(shè)置減震層時(shí),接頭接觸面最大切向應(yīng)力外側(cè)大于內(nèi)側(cè),設(shè)置減震層后,外側(cè)與內(nèi)側(cè)應(yīng)力分布基本相同的規(guī)律。(4)對比分析采用底部現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)與底部預(yù)制結(jié)構(gòu)時(shí),在設(shè)置減震層與不設(shè)置減震層兩種模型下,隧道加速度、位移、最大主應(yīng)力的變化規(guī)律,采用預(yù)制裝配式底部結(jié)構(gòu)作為隧道基底,可有效提高隧道襯砌整體抗震性能,降低隧道底部應(yīng)力集中現(xiàn)象,但對填充層材料質(zhì)量要求較高。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U452.28;U455.4
【部分圖文】：

（ａ）朔黃莊子隧道基底突水?（ｂ）朔黃莊子隧道基底突水??圖１－２隧道縱向仰拱開裂圖（重載鐵路）??Ｆｉｇ．?１－２?Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ?ｉｎｖｅｒｔｅｄ?ａｒｃｈ?ｃｒａｃｋｉｎｇ?ｏｆ?ｔｕｎｎｅｌ?（ｈｅａｖｙ?ｈａｕｌ?ｒａｉｌｗａｙ）??針對鐵路隧道基底出現(xiàn)的上述病害，其原因是多方面的。事實(shí)上，傳統(tǒng)的隧??道基底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工均存在著一系列的不足，導(dǎo)致在建設(shè)階段不可避免的留下??各類病害隱患。隨著我國鐵路隧道（尤其是客運(yùn)專線鐵路隧道和高速鐵路隧道）??的大量修建，將對隧道基底的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量提出更高的要求，為避免后期基底結(jié)構(gòu)??出現(xiàn)上述病害以及規(guī)范基底施工，保證高速鐵路隧道的安全服役，采用預(yù)制裝配??式的鐵路隧道基底新型式將是解決現(xiàn)有問題的有效手段。??裝配式隧道底部結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點(diǎn)：（１）?一經(jīng)裝配成型，不需養(yǎng)護(hù)時(shí)間，即可??承受圍巖壓力；（２）大量構(gòu)件可以在工廠成批生產(chǎn)，在洞內(nèi)進(jìn)行機(jī)械化拼裝，從??而改善了勞動(dòng)條件，節(jié)省了勞動(dòng)力；（３）拼裝時(shí)，不需要臨時(shí)支護(hù)如拱架、模板??等

（ａ）達(dá)成鐵路隧道基底突水?（ｂ）達(dá)成鐵路倒鉤隧道基底病害??圖１－１隧道仰拱開裂、翻漿冒泥圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｃｒａｃｋｉｎｇ?ｏｆ?ｉｎｖｅｒｔｅｄ?ａｒｃｈ?ｏｆ?ｔｕｎｎｅｌ，?ｓｌｕｒｒｙ?ｐｏｕｒｉｎｇ?ａｎｄ?ｍｕｄ?ｐｏｕｒｉｎｇ??Ｉ?”?遍?ｒｎ＾ｍｍ??（ａ）朔黃莊子隧道基底突水?（ｂ）朔黃莊子隧道基底突水??圖１－２隧道縱向仰拱開裂圖（重載鐵路）??Ｆｉｇ．?１－２?Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ?ｉｎｖｅｒｔｅｄ?ａｒｃｈ?ｃｒａｃｋｉｎｇ?ｏｆ?ｔｕｎｎｅｌ?（ｈｅａｖｙ?ｈａｕｌ?ｒａｉｌｗａｙ）??針對鐵路隧道基底出現(xiàn)的上述病害，其原因是多方面的。事實(shí)上，傳統(tǒng)的隧??道基底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工均存在著一系列的不足，導(dǎo)致在建設(shè)階段不可避免的留下??各類病害隱患。隨著我國鐵路隧道（尤其是客運(yùn)專線鐵路隧道和高速鐵路隧道）??的大量修建，將對隧道基底的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量提出更高的要求，為避免后期基底結(jié)構(gòu)??出現(xiàn)上述病害以及規(guī)范基底施工，保證高速鐵路隧道的安全服役，采用預(yù)制裝配??式的鐵路隧道基底新型式將是解決現(xiàn)有問題的有效手段。??裝配式隧道底部結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點(diǎn)：（１）?一經(jīng)裝配成型，不需養(yǎng)護(hù)時(shí)間，即可??承受圍巖壓力；（２）大量構(gòu)件可以在工廠成批生產(chǎn)，在洞內(nèi)進(jìn)行機(jī)械化拼裝，從??而改善了勞動(dòng)條件

Ｆｉｇ．?１－３?Ｂｌｏｃｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｌｉｎｉｎｇ??１．２．５．２成段襯砌結(jié)構(gòu)??圖１－４所示為是２０世紀(jì)６０年代提出的“成段襯砌”結(jié)構(gòu)，自２０世紀(jì)７０年代??以來一直被廣泛使用［４４］。它是一種類似于預(yù)制大直徑下水道段的地鐵襯砌，可以??通過明挖法逐塊連接形成隧道。己成功應(yīng)用于全長７．２公里的烏茲別克斯坦塔塔爾??的干市地鐵２號線上。該襯砌的質(zhì)量比單個(gè)預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)的質(zhì)量輕，抗震性能良??好，結(jié)構(gòu)的防水形式是外包防水層。??Ｘ?＼??｜?ｒ?ｒ＾＝＝＾??Ｉ?＼??????？＇丨?｜??圖１－４成段襯砌結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１－４?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｓｅｃｔｉｏｎ?Ｌｉｎｉｎｇ?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??１．２．５．３殼式隧道結(jié)構(gòu)??“殼式隧道”是荷蘭鹿特丹地鐵東西線使用的一種新型組合裝配式結(jié)構(gòu)［４５］。??它具有施工速度快的優(yōu)點(diǎn)。這種裝配式地下結(jié)構(gòu)的防水效果在建造多年后仍然十??８??
【參考文獻(xiàn)】

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1 蕭文浩;徐國平;禹海濤;袁勇;;沉管隧道大比尺管節(jié)接頭壓彎試驗(yàn)研究[J];結(jié)構(gòu)工程師;2014年05期

2 崔光耀;王明年;于麗;林國進(jìn);;汶川地震公路隧道洞口結(jié)構(gòu)震害分析及震害機(jī)理研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2013年06期

3 耿萍;吳川;唐金良;李林;;穿越斷層破碎帶隧道動(dòng)力響應(yīng)特性分析[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年07期

4 白廣斌;趙杰;汪宇;;地下結(jié)構(gòu)工程抗震分析方法綜述[J];防災(zāi)減災(zāi)學(xué)報(bào);2012年01期

5 郭瑞;何川;蘇宗賢;彭志忠;;盾構(gòu)隧道管片接頭抗剪力學(xué)性能研究[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2011年04期

6 王德才;葉獻(xiàn)國;;近斷層強(qiáng)震記錄基線校正及不確定性分析[J];世界地震工程;2011年02期

7 劉晶波;劉祥慶;王宗綱;趙冬冬;;土-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用系統(tǒng)離心機(jī)振動(dòng)臺模型試驗(yàn)[J];土木工程學(xué)報(bào);2010年11期

8 郜新軍;趙成剛;張延;;多源散射黏彈性疊加人工邊界探究及在橋梁工程中的應(yīng)用[J];土木工程學(xué)報(bào);2010年11期

9 胡翔;薛偉辰;;預(yù)制預(yù)應(yīng)力綜合管廊受力性能試驗(yàn)研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2010年05期

10 高波;王崢崢;袁松;申玉生;;汶川地震公路隧道震害啟示[J];西南交通大學(xué)學(xué)報(bào);2009年03期

本文編號：2852132