隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng),以及國(guó)家一系列新戰(zhàn)略新舉措的實(shí)施,西部地區(qū)迎來了重大機(jī)遇。許多的高速鐵路在西部鐵地區(qū)修建,在接下來的十四五規(guī)劃中西部地區(qū)還有大量的高速鐵路正在或已經(jīng)規(guī)劃。西部地區(qū)高山溝谷縱橫,地形復(fù)雜,在修建高速鐵路的過程中需要修建大量隧道以穿越山嶺,而隧道洞口段作為進(jìn)出隧道的咽喉,在保障線路暢通尤其是抗震救援中起著必不可少的作用。因此,開展對(duì)黃土隧道洞口段高陡仰坡在地震動(dòng)力響應(yīng)下的研究就顯得尤為重要。本文依托寶蘭客運(yùn)專線某黃土隧道為工程背景,借助Midas GTS/NX有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬并通過振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn),對(duì)黃土隧道洞口段高陡仰坡動(dòng)力響應(yīng)特征進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:（1）通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn),仰坡坡面位移隨著隧道進(jìn)洞高程的增加而增大,仰坡坡面加速度隨著隧道進(jìn)洞高程的增加而減小。其中,在坡腳進(jìn)洞時(shí)最大位移為20.26cm,最大加速度為9.92m/s²,三分之一高程進(jìn)洞時(shí)最大位移為21.13cm,最大加速度為9.27m/s²,三分之二高程進(jìn)洞時(shí)最大位移為36.74cm,最大加速度為8.38 m/s²。（2）對(duì)模... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國(guó)地震分布圖[3]

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-嶺隧道的地震破壞分為了8種模式，并給出了歷史地震和汶川地震時(shí)各種破壞模式在8種破壞類型中的比例，如圖1.2所示。圖1.2地震中山嶺隧道震害發(fā)生形式及比例分布圖[7]從圖1.2可以看出，在歷史地震中，隧道結(jié)構(gòu)最容易發(fā)生的震害是隧道洞身襯砌裂損，占8種隧道病害的36.60%，洞口邊仰坡失穩(wěn)排名第三，占8種隧道震害的12%。但是，在汶川地震時(shí)，又發(fā)生了比較大的變化，最容易發(fā)生的震害模式變成是洞口邊仰坡失穩(wěn)，占8種隧道病害的22.20%。根據(jù)以上分析可以得出，在修建山嶺隧道時(shí)，尤其是在西部地區(qū)，對(duì)黃土地區(qū)山嶺隧道洞口段邊仰坡的穩(wěn)定性和安全性應(yīng)該引起足夠的重視。目前，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)隧道結(jié)構(gòu)抗震問題進(jìn)行了大量的分析和研究，主要通過以下三種方法進(jìn)行。1.2.1原型觀測(cè)法原型觀測(cè)法主要是通過實(shí)地觀察，進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)抗震研究的一種方法。一般是通過調(diào)查以及實(shí)際測(cè)量結(jié)構(gòu)的位移來了解隧道結(jié)構(gòu)在地震時(shí)破壞情況[8]。雖然通過對(duì)地震的調(diào)查及測(cè)量，能夠詳細(xì)的還原和記錄隧道動(dòng)力反應(yīng)的全過程，但是，因?yàn)榈卣鸬呐既恍院碗S機(jī)性，只有在地震結(jié)束后才能進(jìn)行震害的調(diào)查和總結(jié)，因此，對(duì)震后的分析總結(jié)帶來很多的困難，對(duì)地震的觀測(cè)也很難及時(shí)開展。2008年汶川地震后，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)山嶺隧道的震害形式及隧道抗震方法進(jìn)行了大量的研究。WANGZhengzheng[9]、王明年[10]、李天斌[11]等山嶺隧道在地震后的震害形式及影響因素進(jìn)行了全面的調(diào)查和總結(jié)，獲得許多重要的研究成果。Sharma等[12]通過搜集地下結(jié)構(gòu)及構(gòu)筑物，在地震后的破壞形式及破壞類型，對(duì)地下結(jié)構(gòu)的震害形式、

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-5-受力情況的影響進(jìn)行了分析；GotoY等[26]通過振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)對(duì)兩平行隧道動(dòng)力響應(yīng)的影響進(jìn)行了研究；凌燕婷等[27-29]通過振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)，分析了隧道洞口段的抗減震效果及地震動(dòng)力響應(yīng)對(duì)隧道的影響。1.3研究目的及意義隧道洞口段的病害類型主要是由于仰坡坡面的落石及滑塌所引起，如圖1.3所示，本文將主要討論黃土隧道洞口段在地震動(dòng)力作用下仰坡坡面的破壞形式，并對(duì)仰坡坡面的位移變化及加速度響應(yīng)進(jìn)行深層次的分析，以此來研究隧道洞口段的位移、應(yīng)力及加速度響應(yīng)，通過分析研究得出隧道洞口段的設(shè)防長(zhǎng)度及隧道不同進(jìn)洞高程對(duì)隧道洞口段的影響。本文中數(shù)值模擬將借助MIDASGTS/NX有限元計(jì)算軟件，考慮建立三種不同工況，即60坡腳進(jìn)洞、三分之一高程進(jìn)洞、三分之二高程進(jìn)洞進(jìn)行分析，模型試驗(yàn)主要借助大型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行黃土隧道高陡仰坡的動(dòng)力響應(yīng)研究，并將數(shù)值模擬結(jié)果與模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析來研究仰坡不同進(jìn)洞高程下隧道襯砌及仰坡坡面對(duì)隧道產(chǎn)生的影響，通過本文的研究希望對(duì)以后在隧道設(shè)計(jì)施工及抗震設(shè)防提供參考。（a）邊仰坡崩塌[30]（b）隧道洞口仰坡崩塌落石[31]（c）隧道洞口淹埋[30]（d）隧道明洞被落石擊穿[30]圖1.3隧道洞口病害實(shí)例

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中地震動(dòng)選擇及輸入順序研究[J]. 周穎,張翠強(qiáng),呂西林.  地震工程與工程振動(dòng). 2012(06)

博士論文
[1]強(qiáng)震作用下山嶺隧道洞口段地震響應(yīng)分析及減震措施研究[D]. 曹小平.蘭州交通大學(xué) 2013

碩士論文
[1]橋隧相連工程中黃土隧道洞口段地震動(dòng)力響應(yīng)特性研究[D]. 房軍.蘭州交通大學(xué) 2019
[2]黃土隧道洞口段靜力和地震動(dòng)力響應(yīng)特征研究[D]. 賀譜.蘭州交通大學(xué) 2019
[3]高速公路橋隧搭接結(jié)構(gòu)地震動(dòng)力響應(yīng)特性及減震措施研究[D]. 王學(xué)義.中南林業(yè)科技大學(xué) 2018
[4]地震作用下黃土隧道進(jìn)洞高程對(duì)洞口段動(dòng)力響應(yīng)的影響研究[D]. 蒲建軍.蘭州交通大學(xué) 2017
[5]考慮邊坡進(jìn)洞高程的大斷面黃土隧道洞口段動(dòng)力響應(yīng)特征研究[D]. 張欽鵬.蘭州交通大學(xué) 2017
[6]強(qiáng)震作用下山嶺隧道洞口段典型震害的機(jī)理研究[D]. 許勁松.西南交通大學(xué) 2016
[7]考慮邊坡進(jìn)洞高程效應(yīng)的隧道洞口段抗震技術(shù)研究[D]. 王麗麗.蘭州交通大學(xué) 2015
[8]地震載荷作用下淺埋隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)特性研究[D]. 李小云.西安科技大學(xué) 2011
[9]山區(qū)高速公路橋隧連接工程關(guān)鍵性技術(shù)研究[D]. 薛杰.武漢理工大學(xué) 2010
[10]隧道地震反應(yīng)若干影響因素研究[D]. 呂淑杰.大連理工大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3453600