發(fā)布時間：2021-03-07 23:25

　　隨著我國高鐵的快速發(fā)展,越來越多的山嶺隧道被建成,在汶川大地震發(fā)生后,震害調(diào)查顯示多處山嶺隧道的受震破壞嚴(yán)重,引起工程界和學(xué)術(shù)界的關(guān)注和研究,研究山嶺隧道在地震作用下的受震特征,對山嶺隧道的設(shè)計具有重要的指導(dǎo)意義。本文首先結(jié)合Yang等（1996）提出的2D有限/無限元方法及Zhao和Valliappan（1993）提出的等效地震力輸入法,開發(fā)了用于研究土-結(jié)構(gòu)相互作用問題的地震響應(yīng)分析程序;其次,將程序應(yīng)用于分析半無限空間和帶洞穴的半無限空間的波傳問題,并與前人理論研究及數(shù)值分析結(jié)果進行了對比,驗證了程序的有效性。最后,擴展此法用于山嶺-單、雙孔隧道結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析,研究了山嶺、隧道的幾何和材料參數(shù)對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):（1）SV波入射引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)較P波入射的大。當(dāng)SV波入射時,單孔山嶺隧道在頂部與側(cè)壁之間、側(cè)壁與底部之間發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,雙孔山嶺隧道與單孔隧道類似,但幅值偏大,在兩隧道相鄰側(cè)的主應(yīng)力峰值位置較單孔發(fā)生偏移;在P波入射下,隧道在頂部、底部及側(cè)壁處發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,雙孔隧道的相鄰側(cè)的相互作用明顯。（2）山嶺隧道襯砌內(nèi)表面的主應(yīng)力值遠(yuǎn)大于外表面的,內(nèi)外表面的位... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

隧道主應(yīng)力時程圖：（a）最大主應(yīng)力；（b）最小主應(yīng)力

4山嶺-單孔隧道結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析55幅值較高的低頻頻段相對于SV波入射的更寬。由于應(yīng)力集中，OP-1、OP-3和OP5的應(yīng)力幅值相對于其他觀測點更高，但兩者的差值比SV波入射時更校(a)(b)圖4.14各觀測點的時域響應(yīng)(a)豎向位移；（b）豎向加速度Fig.4.14Responsesofobservationpointsintimedomain:(a)verticaldisplacement;(b)verticalaccelerationP波入射下OP-1~OP-5的位移時域響應(yīng)如圖4.14(a)所示，與SV波入射情況一樣，各觀測點的位移基本重合；圖4.14(b)所示OP-1處的豎向加速度時程圖和輸入的地震波豎向加速度時程曲線形狀一致，且幅值差異較SV波入射時相對較小，說明當(dāng)P波入射時，結(jié)構(gòu)整體作剛體運動。圖4.15所示為隧道內(nèi)表面主應(yīng)力時程圖，由圖可知，當(dāng)P波入射時，由于發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，主應(yīng)力值在0、0、0出現(xiàn)峰值，與SV波入射情況不同的是，最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力的峰值出現(xiàn)時刻并不相關(guān)。(a)(b)圖4.15隧道主應(yīng)力時程圖（a）最大主應(yīng)力；（b）最小主應(yīng)力Fig.4.15PrincipalstresshistoryofthetunnelliningduetoPwaves:(a)maximumprincipalstress;(b)minimumprincipalstress01020304050-0.08-0.06-0.04-0.020.000.020.040.060.08VerticalDisplacement(m)time(s)OP-1(Pwave)OP-2(Pwave)OP-3(Pwave)OP-4(Pwave)OP-5(Pwave)0.05401020304050-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.0VerticalAcceleration(m/s2)time(s)ElCentro(UD)OP-1(Pwave)

5山嶺-雙孔隧道結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析71(a)(b)圖5.2OP-1~8的頻域幅值(a)SV波入射下；()波入射下Fig.5.2FRFofofobservationpointsduetoPwaves:(a)duetoSVwaves;(b)duetoPwaves(a)(b)圖5.3SV波入射下隧道附近區(qū)域應(yīng)力云圖：(a)最大主應(yīng)力；(b)最小主應(yīng)力Fig.5.3stressnephogramoftunnelandsurroundingareaduetoSVwaves:(a)maximumprincipalstress;(b)minimumprincipalstress(a)(b)05101520250.00.51.01.52.02.53.03.5||(MPa)Frequency(Hz)OP-1OP-2OP-3OP-4OP-5OP-6OP-7OP-805101520250.00.51.01.52.0|(MPa)Frequency(Hz)OP-1OP-2OP-3OP-4OP-5OP-6OP-7OP-8圖5.4P波入射下隧道附近區(qū)域應(yīng)力云圖：(a)最大主應(yīng)力；()最小主應(yīng)力

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]淺埋雙洞隧道地震動力響應(yīng)研究[D]. 皇民.西南交通大學(xué) 2009
[4]雙洞錯距山嶺隧道洞口段地震動力響應(yīng)及減震措施研究[D]. 孫鐵成.西南交通大學(xué) 2009



本文編號：3069990