本文關(guān)鍵詞：地下工程設(shè)置隔震層的抗震性能試驗研究

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【摘要】：我國幅員遼闊,地形地貌復(fù)雜、多樣。特別是位于我國西南部的云南、四川等省份其山脈連綿且地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,地震活動頻繁,大多數(shù)的城市處于高烈度區(qū)。在這種復(fù)雜的地質(zhì)條件下,國家基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)就不可避免會遇到在山區(qū)斷層附近和高烈度地震區(qū)修建的問題。因此,針對高烈度地震區(qū)、近斷層的巖體隧道的抗震研究以及提出相應(yīng)的抗減震措施就顯得十分必要。本文依據(jù)“地下工程抗震技術(shù)研究項目”這一課題,基于國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,開展地下工程設(shè)置隔震層的抗震性能靜力試驗研究,本次試驗主要研究探索隧道通過斷層時的隔震層技術(shù)。本試驗屬于驗證性試驗,試驗主要包括了相似材料的正交試驗和模型試驗兩個部分。通過設(shè)計正交試驗找到了一組可以應(yīng)用到模型試驗中的相似材料,并進(jìn)一步的了解了以水泥、石膏為主要膠結(jié)材料的這一類相似材料的物理力學(xué)特性,分析了影響其物理力學(xué)特性的主要影響因素；模型試驗中主要從應(yīng)變、襯砌的破壞形態(tài)、破壞荷載等方面進(jìn)行分析。本試驗得到了以下結(jié)論：(1)應(yīng)用正交試驗方法,設(shè)計了9組不同的配比方案,并分別對每組相似材料的試塊進(jìn)行了稱重、單軸壓縮試驗,取得了不同配合比下相似材料的密度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量等物理力學(xué)特性參數(shù)。結(jié)果顯示1號比較接近相似模擬要求,最終確定模型相似材料的合理配比為河砂：水泥：石膏：拌合用水按重量1：0.06：0.14：0.27進(jìn)行配比。(2)采用物理實驗的方法得到：當(dāng)斷層寬度為500mmm及以下時,在斷層處施加長度為12000mm、厚度為500mm的隔震層,可以抵抗305mm的水平位移荷載以及511mm豎向位移荷載的同時作用；其中未施加隔震層襯砌能夠抵抗水平位移荷載值為60mm、豎向位移荷載值為100mm的同時作用�？梢园l(fā)現(xiàn),施加隔震層后襯砌所能抵抗的位移荷載值提高了4倍。(3)進(jìn)行延性評價發(fā)現(xiàn),未施加隔震層襯砌結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)均值為1.67,施加隔震層襯砌的延性系數(shù)均值為2.23,二者相差大約25%。說明在跨斷層襯砌處施加隔震層后,能夠提高結(jié)構(gòu)整體的延性,使其抗震能力得到了明顯提高。由應(yīng)變分析得到,在斷層破碎帶處布設(shè)隔震層并沒有降低隧道結(jié)構(gòu)受到的極限壓應(yīng)變值,但是其緩沖作用可以顯著提高隧道結(jié)構(gòu)的耐震能力。(4)通過對試驗荷載進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),未施加隔震層處的襯砌在第20級荷載11.7mm時破壞,而施加隔震層處襯砌在第57級荷載79.5mm時破壞,其位移荷載相差約85%。如果扣除受到2#襯砌隨圍巖移動的影響,則二者位移荷載相差約80%�？偟膩碚f,施加隔震層后能夠明顯提高跨斷層處襯砌的抗震能力。
【關(guān)鍵詞】：地下工程 相似理論 相似材料 抗震措施 靜力試驗
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U452.28
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-27
• 1.1 引言13-14
• 1.2 隧道震害實例及特點14-18
• 1.2.1 隧道的震害特點14-15
• 1.2.2 震害實例15-18
• 1.3 地下結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計方法18-21
• 1.4 國內(nèi)外地下工程抗、減震措施研究現(xiàn)狀21-25
• 1.4.1 抗震技術(shù)措施研究現(xiàn)狀21-22
• 1.4.2 減震技術(shù)措施研究現(xiàn)狀22-24
• 1.4.3 隧道減震技術(shù)在國內(nèi)、外地下工程中的應(yīng)用24-25
• 1.5 主要研究內(nèi)容、思路及技術(shù)路線25-27
• 1.5.1 主要研究內(nèi)容25-26
• 1.5.2 模型試驗技術(shù)路線26-27
• 第二章 工程背景27-37
• 2.1 工程概況27
• 2.2 工程區(qū)自然環(huán)境介紹27-35
• 2.2.1 工程區(qū)地理條件27-28
• 2.2.2 地形地貌28
• 2.2.3 地層巖性28-29
• 2.2.4 工程地下水出露特征29-30
• 2.2.5 工程圍巖特征30-31
• 2.2.6 區(qū)域地表地質(zhì)災(zāi)害31
• 2.2.7 區(qū)域斷層地質(zhì)構(gòu)造31-33
• 2.2.8 汶川“5.12”地震對本工程的影響33-35
• 2.3 本章小結(jié)35-37
• 第三章 模型試驗相似理論37-45
• 3.1 引言37
• 3.2 模型試驗理論37-44
• 3.2.1 相似理論38-39
• 3.2.2 模型相似材料的相似關(guān)系39-41
• 3.2.3 模型相似材料相似關(guān)系的推導(dǎo)41-43
• 3.2.4 模型相似材料物理力學(xué)性質(zhì)43-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第四章 模型相似材料的研制45-61
• 4.1 模型相似材料的選擇原則45-46
• 4.2 模型相似材料的選擇46-49
• 4.2.1 膠結(jié)材料的選擇46
• 4.2.2 骨料材料的選擇46-47
• 4.2.3 水溶液47-48
• 4.2.4 添加劑48-49
• 4.3 相似材料中原料之間的化學(xué)反應(yīng)49-51
• 4.3.1 石膏與水溶液之間的反應(yīng)49
• 4.3.2 水泥與水溶液之間的反應(yīng)49-50
• 4.3.3 膠結(jié)材料與骨料之間的粘結(jié)特性50-51
• 4.4 相似材料的配制51-58
• 4.4.1 相似材料配比正交試驗設(shè)計51-55
• 4.4.2 因素敏感性分析55-57
• 4.4.3 原型與模型材料的物理力學(xué)特性57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-61
• 第五章 模型試驗設(shè)計與結(jié)果分析61-89
• 5.1 相似關(guān)系及材料屬性的確定62-63
• 5.1.1 相似關(guān)系的確定62
• 5.1.2 確定材料屬性62-63
• 5.2 材性試驗及模型尺寸63-64
• 5.2.1 材性試驗63
• 5.2.2 模型尺寸的確定63-64
• 5.3 襯砌的制作64-66
• 5.4 模型箱的設(shè)計以及斷層錯動的實現(xiàn)66-69
• 5.4.1 模型箱的設(shè)計66-67
• 5.4.2 模型箱制作67-68
• 5.4.3 斷層錯動的實現(xiàn)68-69
• 5.5 測量參數(shù)的選擇及測點布置69-70
• 5.6 模型打筑70-72
• 5.7 模型養(yǎng)護(hù)72-73
• 5.8 試驗加載與試驗工況73-75
• 5.8.1 試驗加載73-74
• 5.8.2 試驗工況74-75
• 5.9 內(nèi)窺鏡與運動相機(jī)的安裝75-77
• 5.9.1 內(nèi)窺鏡的安裝75-76
• 5.9.2 運動相機(jī)的安裝76-77
• 5.10 試驗結(jié)果分析77-86
• 5.10.1 試驗現(xiàn)象與分析77-81
• 5.10.2 應(yīng)變分析81-83
• 5.10.3 襯砌的破壞形態(tài)分析83-84
• 5.10.4 破壞荷載分析84
• 5.10.5 相似材料的模擬效果評價84-85
• 5.10.6 模型箱錯動裝置效果評價85-86
• 5.11 本章小結(jié)86-89
• 第六章 結(jié)論與展望89-91
• 致謝91-93
• 參考文獻(xiàn)93-96
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文96

【相似文獻(xiàn)】

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