盾構隧道是現(xiàn)代城市地下軌道交通的重要組成部分和主要結構形式,因此對于盾構隧道的安全性能研究具有重要的社會經(jīng)濟價值。我國是地震高發(fā)國家,地震對于盾構隧道的安全性能有著及其重要的影響。地震在盾構隧道縱向產(chǎn)生的內(nèi)力是十分復雜的,會同時在結構中產(chǎn)生縱向軸力和彎矩,而對于這種荷載的耦合效應的研究目前尚未深入。本文以盾構隧道縱向抗震響應特性為研究對象,基于志波由紀夫提出的盾構隧道縱向等效連續(xù)模型,提出了能夠同時考慮縱向軸力和彎矩耦合作用的盾構隧道縱向變形模型,并以此提出了考慮結構等效剛度更新的反應位移法的迭代計算方法,分析了盾構隧道在地震作用下的縱向力學響應特性,最后使用有限元計算方法對本研究的理論進行驗證。文中開展的主要工作及取得的成果如下:（1）基于縱向等效連續(xù)化模型,建立能夠分析軸力和彎矩耦合作用的盾構隧道縱向變形模型;依據(jù)結構的變形狀態(tài)和材料的彈塑性屬性將分析模型分成五種變形模式;針對每種模式展開解析計算,得到縱向等效彎曲剛度、等效拉壓剛度以及結構變形和內(nèi)力的表達式。（2）螺栓預應力、螺栓強度以及隧道直徑等因素對結構等效剛度都有著重要的影響,在實際工程中需要對這些因素進行合理的考量。（3）... 

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 盾構隧道地震響應特征
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 盾構隧道抗震分析方法
        1.3.2 盾構隧道縱向分析模型
        1.3.3 盾構隧道環(huán)間接頭研究
    1.4 研究內(nèi)容
        1.4.1 研究目的與內(nèi)容
        1.4.2 技術路線
第2章 盾構隧道縱向變形模型
    2.1 盾構隧道縱向變形模型
        2.1.1 縱向等效拉壓剛度
        2.1.2 縱向等效彎曲剛度
    2.2 縱向變形模式的劃分
    2.3 縱向變形模式的推導
        2.3.1 模式Ⅰ
        2.3.2 模式Ⅱ
        2.3.3 模式Ⅲ
        2.3.4 模式Ⅳ
        2.3.5 模式Ⅴ
    2.4 本章小結
第3章 盾構隧道縱向變形分析
    3.1 盾構隧道縱向力學行為分析
        3.1.1 結構縱向變形模式
        3.1.2 管片環(huán)接縫面張開量
        3.1.3 管片環(huán)接頭轉(zhuǎn)角
        3.1.4 縱向等效彎曲剛度
        3.1.5 縱向等效拉壓剛度
    3.2 判別變形模式的方法
    3.3 縱向等效剛度影響因素
        3.3.1 螺栓強度
        3.3.2 螺栓預應力
        3.3.3 隧道直徑
    3.4 有限元模型驗證
        3.4.1 有限元模型的建立
        3.4.2 邊界條件和荷載的施加
        3.4.3 數(shù)值計算結果分析
    3.5 本章小結
第4章 盾構隧道縱向地震響應分析
    4.1 反應位移法
    4.2 縱向內(nèi)力求解
        4.2.1 軸力的求解
        4.2.2 彎矩的求解
    4.3 反應位移法的迭代計算方法
        4.3.1 迭代計算方法的提出
        4.3.2 反應位移法迭代計算流程
    4.4 實例分析
        4.4.1 計算參數(shù)
        4.4.2 地震波輸入及工況設置
        4.4.3 結果分析
    4.5 盾構隧道縱向抗震有限元分析
        4.5.1 模型的建立
        4.5.2 數(shù)值模擬結果分析
    4.6 本章小結
結論與展望
    結論
    展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]軸力和彎矩共同作用下盾構隧道縱向非線性等效抗彎剛度研究[J]. 耿萍,陳枰良,張景,何川,晏啟祥.  巖石力學與工程學報. 2017(10)
[2]盾構隧道-工作井節(jié)點振動臺試驗設計與分析[J]. 禹海濤,張敬華,袁勇,季倩倩.  中國公路學報. 2017(08)
[3]考慮行波效應的盾構隧道多點振動臺試驗[J]. 袁勇,包蓁,禹海濤,季倩倩.  中國公路學報. 2017(08)
[4]高軸壓作用下盾構隧道復雜接縫面管片接頭抗彎試驗[J]. 封坤,何川,肖明清.  土木工程學報. 2016(08)
[5]大斷面盾構隧道管片接頭抗彎力學模型研究[J]. 劉四進,封坤,何川,何政樹.  工程力學. 2015(12)
[6]地鐵盾構隧道縱縫接頭螺栓形式對比試驗研究[J]. 朱瑤宏,柳獻,張晨光,張宸.  鐵道科學與工程學報. 2015(06)
[7]盾構隧道縱向變形附加內(nèi)力的殼-彈簧-接觸模型數(shù)值分析[J]. 蘇宗賢,何川.  現(xiàn)代隧道技術. 2015(06)
[8]基于模型試驗的盾構隧道縱向剛度分析[J]. 葉飛,楊鵬博,毛家驊,毛燕飛,陳治,孫昌海.  巖土工程學報. 2015(01)
[9]盾構管片接頭非線性轉(zhuǎn)動剛度研究[J]. 吳全立,王夢恕,董新平.  土木工程學報. 2014(04)
[10]一類盾構管片接頭破壞歷程的解析解[J]. 董新平,解楓贊.  巖土工程學報. 2013(10)

博士論文
[1]水下盾構法隧道雙層襯砌結構力學特性[D]. 周濟民.西南交通大學 2012
[2]軟土盾構隧道縱向設計方法研究[D]. 余占奎.同濟大學 2007



本文編號：3667995