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重,引起工程界和學術界的關注和研究,研究山嶺隧道在地震作用下的受震特征,對山嶺隧道的設計具有重要的指導意義。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分析程序;其次,將程序應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)響應較P波入射的大。當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)表面的主應力值遠大于外表面的,內(nèi)外表面的位... 

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

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【學位級別】：碩士

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隧道主應力時程圖：（a）最大主應力；（b）最小主應力

4山嶺-單孔隧道結(jié)構(gòu)地震響應分析55幅值較高的低頻頻段相對于SV波入射的更寬。由于應力集中，OP-1、OP-3和OP5的應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(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)表面主應力時程圖，由圖可知，當P波入射時，由于發(fā)生應力集中現(xiàn)象，主應力值在0、0、0出現(xiàn)峰值，與SV波入射情況不同的是，最大主應力和最小主應力的峰值出現(xiàn)時刻并不相關。(a)(b)圖4.15隧道主應力時程圖（a）最大主應力；（b）最小主應力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)域應力云圖：(a)最大主應力；(b)最小主應力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)域應力云圖：(a)最大主應力；()最小主應力

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3069990