本文關鍵詞：高烈度區(qū)行波效應下盾構隧道動力響應分析

  更多相關文章： 行波效應 盾構隧道 管片 動力響應

【摘要】：盾構隧道的常用襯砌是由若干弧形預制管片通過螺栓連接拼裝而成,由于螺栓的存在,它的動力響應特性不同于整體現(xiàn)澆式隧道結構,柔弱性是其最大的特點。近年來,諸多大城市都在使用盾構法修建地鐵,其中位于高烈度區(qū)的城市不在少數(shù)。因此,盾構隧道的抗震性能引起了學者們的廣泛關注。本論文依托一盾構隧道工程實例——昆明市市體育館到梁家河區(qū)間——開展研究,主要包括盾構隧道地震災害形式分析、地震波選取及校正、盾構隧道等效模型建立、行波激勵下與一致激勵下的盾構隧道動力響應特征對比分析、行波激勵下盾構隧道響應的影響因素分析等內容。論文具體研究內容為：(1)查閱了國內外文獻質料,收集了國內外部分地鐵盾構隧道在地震中的破壞事故,統(tǒng)計并分析了盾構法隧道的主要震害形式以及致災機理。(2)根據(jù)昆明市地鐵三號線市體育館站到梁家河區(qū)間地質勘察資料,基于FLAC3D軟件中的自由場邊界、粘滯邊界、波場分離技術、阻尼系統(tǒng)施加方法及地震波分析軟件Seismosignal的傅里葉變換、功率譜和最小二乘法等一系列理論,開展了關于地震波的篩選、頻譜分析、濾波、基線校正等工作以及盾構地鐵區(qū)間截段模型的建立、計算參數(shù)和邊界條件確定等工作。(3)采用時域法,借助FLAC3D,進行了地震波一致激勵和地震波行波激勵時不同響應的對比分析,并從影響盾構隧道響應的四個因素即波形、結構強度和形式、不同周邊土體強度、視波速因素分析了盾構隧道在行波激勵下的響應特點。(4)提出了關于盾構隧道行波效應下的抗震措施和建議。論文研究結果表明：(1)盾構隧道在地震中易出現(xiàn)螺栓松弛、洞肩洞腳開裂破壞、蛇形彎曲等災害形式,其中,蛇形彎曲這一特征較明顯的體現(xiàn)了地震動的行波效應。(2)一致激勵和行波激勵下盾構隧道動力響應對比分析結果表明,行波效應下的位移響應時程較一致激勵有所滯后,且行波效應下結構的橫向位移峰值、橫向相對位移峰值、最大(小)主應力絕對值峰值和螺栓張開量最大值均要大于一致激勵。行波效應下的盾構隧道響應更符合地震災害特征,行波激勵可模擬出蛇形彎曲,而一致激勵很難體現(xiàn)此特點。所以對于大跨度淺埋盾構隧道進行抗震研究時,要采用行波激勵進行分析。(3)地震波形、結構強度和形式、盾構隧道周邊土體強度、視波速均是影響行波效應下結構響應的主要因素。計算結果顯示：地震波的加速度越大,結構的位移響應有增大趨勢；盾構隧道管片和螺栓強度的變化,對結構位移響應沒有太大影響；但管片強度增加,會增加管片在地震響應中的內力,螺栓強度增加,會減小管片的內力；周邊土體強度變化會對盾構隧道的響應產生較大影響,隨著土體強度增加,結構橫向位移呈減小趨勢,結構內力呈增大趨勢,另在結構斷面形式變化的地方,也是應力較集中的部位；視波速也是影響結構響應的關鍵因素,視波速越大,結構的位移和內力則會越小。論文的創(chuàng)新性工作主要包括：(1)采用有限差分時程分析法開展了盾構隧道地震響應分析與研究,結合工程實例建立模型,采用了更符合實際的行波激勵法；(2)采用殼-彈簧模型以及土結構耦合模型并將其運用到長盾構區(qū)間大型數(shù)值模型的抗震分析中,既反映了地震作用下管片與螺栓之間的相互作用,也反映了土體與結構之間的相互作用。(3)基于有限差分理論,采用完全非線性時程分析方法和大變形計算分析模式研究行波激勵下盾構隧道動力響應,研究結果可反映出地震中土體與盾構隧道襯砌結構的永久變形。
【關鍵詞】：行波效應 盾構隧道 管片 動力響應
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U451;U455.43
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 選題依據(jù)及意義11-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)的分析16-17
• 1.4 論文主要研究內容17
• 1.5 論文章節(jié)安排17-19
• 第二章 盾構隧道震害分析及地震行波效應基礎理論19-27
• 2.1 盾構隧道震害19-21
• 2.2 盾構隧道震害原因分析21-22
• 2.3 地震行波效應基礎理論22-27
• 2.3.1 行波效應分析方法22-24
• 2.3.2 論文采用的分析方法24-27
• 第三章 盾構隧道三維數(shù)值模型27-53
• 3.1 工程實例概況27-29
• 3.1.1 區(qū)間盾構隧道的地形地貌27-28
• 3.1.2 區(qū)間盾構隧道的地質構造28
• 3.1.3 區(qū)間盾構隧道的地層巖性28
• 3.1.4 區(qū)間盾構隧道的地震烈度28
• 3.1.5 盾構隧道斷面尺寸及形狀28-29
• 3.2 盾構隧道三維有限差分模型29-36
• 3.2.1 建模工具-FLAC3D29-30
• 3.2.2 建模選用的等效模型30-36
• 3.2.2.1 盾構隧道結構模型30-33
• 3.2.2.2 盾構隧道地基模型33-36
• 3.3 計算參數(shù)36-38
• 3.4 阻尼選取38
• 3.5 邊界條件38-41
• 3.6 行波激勵41-43
• 3.7 地震波選取、濾波及基線校正43-53
• 3.7.1 天然地震波選取43-45
• 3.7.2 人工地震波生成45-46
• 3.7.3 濾波及基線校正46-53
• 第四章 行波效應下盾構隧道的動力響應53-87
• 4.1 盾構隧道初始應力及沉降分析53-55
• 4.2 行波激勵和一致激勵下盾構隧道的響應55-75
• 4.3 行波效應下盾構隧道動力響應影響因素分析75-85
• 4.3.1 地震波形的影響75-77
• 4.3.2 盾構結構強度和形式的影響77-81
• 4.3.2.1 不同管片強度77-79
• 4.3.2.2 不同螺栓強度79-80
• 4.3.2.3 特殊結構形式80-81
• 4.3.3 周邊土體強度的影響81-83
• 4.3.4 視波速的影響83-85
• 4.4 行波效應下盾構隧道抗震設防措施85-87
• 第五章 結論與展望87-89
• 5.1 結論87
• 5.2 展望87-89
• 參考文獻89-95
• 致謝95

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何德湛;世界最大直徑盾構法隧道在上海開工[J];特種結構;2004年02期

2 ;關于發(fā)布國家標準《盾構法隧道施工與驗收規(guī)范》的公告[J];中國建設信息;2008年08期

3 ;關于發(fā)布國家標準《盾構法隧道施工與驗收規(guī)范》的公告[J];中國市政工程;2008年03期

4 杜文庫;梁洋;;國家標準《盾構法隧道施工與驗收規(guī)范》即將實施[J];都市快軌交通;2008年04期

5 ;關于發(fā)布國家標準《盾構法隧道施工與驗收規(guī)范》的公告(第8號)[J];特種結構;2008年04期

6 何曉;;盾構法隧道的解析方法綜述[J];中小企業(yè)管理與科技(下旬刊);2011年08期

7 張慶賀,柏炯;上海軟土盾構法隧道的理論和實踐[J];同濟大學學報(自然科學版);1998年03期

8 張慶賀,朱忠隆,周希圣;盾構法隧道施工多媒體監(jiān)控與仿真技術[J];同濟大學學報(自然科學版);2001年06期

9 李旭陽,周文,何國倫;淺析盾構法隧道的防水與堵漏[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2001年03期

10 周文波,胡珉;盾構法隧道施工智能化輔助決策系統(tǒng)的研制與應用(上)[J];上海建設科技;2001年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱忠隆;;盾構法隧道施工變形智能模糊控制方法研究[A];盛世歲月——祝賀孫鈞院士八秩華誕論文選集[C];2006年

2 盧慈榮;蔣建群;沈林沖;;盾構法隧道縱向受力分析模型探討[A];中國土木工程學會第十一屆、隧道及地下工程分會第十三屆年會論文集[C];2004年

3 劉軍;李兆平;劉維寧;李名淦;蕭巖;;盾構法隧道渡線段施工過程數(shù)值模擬分析[A];第14屆全國結構工程學術會議論文集（第一冊）[C];2005年

4 王吉云;;直徑14m以上盾構機在國內的應用[A];中國土木工程學會第十五屆年會暨隧道及地下工程分會第十七屆年會論文集[C];2012年

5 朱祖熹;;盾構法隧道管片防水材料及其應用三題[A];重大隧道、地鐵及地下工程的防水排水技術——中國土木工程學會隧道與地下工程分會防水排水專業(yè)委員會第十四屆學術交流會論文集[C];2009年

6 王騰飛;鄧朝輝;;盾構法隧道通用楔形環(huán)空間線路擬合技術探討[A];中國土木工程學會第十一屆、隧道及地下工程分會第十三屆年會論文集[C];2004年

7 付軍;嚴新平;劉勝春;;盾構隧道健康監(jiān)測分析與研究[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學術論壇（交通運輸工程學科）論文集（下冊）[C];2005年

8 溫竹茵;周質炎;杜一鳴;程斌;;上海越江盾構法隧道的防水設計[A];中國土木工程學會隧道與地下工程分會防排水專業(yè)委員會第十三屆學術交流會論文集[C];2007年

9 宮瑋清;;盾構法隧道地下測量導線的可靠性分析[A];第十二屆海峽兩岸隧道與地下工程學術與技術研討會論文集[C];2013年

10 溫竹茵;周質炎;;盾構法隧道的縱向受力分析[A];中國土木工程學會水工業(yè)分會第四屆理事會第一次會議論文集[C];2002年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 記者黃俊峰;隧道股份承建國內最大盾構法隧道[N];中國證券報;2003年

2 楊婧瀚 黃征 華巍;管道“新四軍”打造長江又一盾[N];石油管道報;2006年

3 安關峰;盾構施工的發(fā)展[N];廣東建設報;2002年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 孔戈;盾構隧道地震響應分析及抗減震措施研究[D];同濟大學;2007年

2 余占奎;軟土盾構隧道縱向設計方法研究[D];同濟大學;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 季雁鵬;基于智能算法的盾構施工地表沉降預測研究[D];石家莊鐵道大學;2015年

2 陳沛東;盾構姿態(tài)測量系統(tǒng)的關鍵技術[D];華中科技大學;2014年

3 龐俊英;盾構先行條件下擴建地鐵車站的方案研究[D];北京交通大學;2016年

4 于清洋;盾構隧道雙層襯砌結構橫向相互作用機理研究[D];西南交通大學;2016年

5 王維;軟硬突變地層盾構隧道地震響應特性研究[D];西南交通大學;2015年

6 夏文宇;盾構隧道橫向變形的精細化數(shù)值研究[D];華南理工大學;2016年

7 李丞文;高烈度區(qū)行波效應下盾構隧道動力響應分析[D];云南大學;2016年

8 盧慈榮;盾構法隧道縱向非線性地震響應分析與抗震設計研究[D];浙江大學;2005年

9 范W歐，

本文編號：542733