【摘要】：汶川“5.12”地震后，位于某震區(qū)的某巖體隧道遭受了十分嚴重的破壞，如襯砌大面積開裂，邊墻內擠，底板隆起，拱頂彎曲變形等。隨著越來越多的山中構筑物的建設和我國目前許多地區(qū)嚴峻的地震風險形勢，巖體隧道地震反應與破壞的研究對于正確認識和預防巖體隧道震害有著十分重要的意義。 本文利用ABAQUS軟件對巖體隧道二維橫斷面進行地震反應模擬與影響因素分析。主要做了如下工作： 1）總結了隧道等地下結構抗震研究歷史及現(xiàn)狀；總結了隧道等地下結構的抗震研究方法；簡單歸納了巖體隧道的震害機理。描述了某巖體隧道震害現(xiàn)象等。 2）介紹了利用有限元軟件對巖體隧道進行地震反應分析時需要注意的幾個重要問題；選擇隧道襯砌及襯砌外圍巖薄層作為地震反應分析對象。 3）利用ABAQUS軟件，模擬巖體隧道的地震反應，簡單解釋了巖體隧道的震害現(xiàn)象，對比分析了圍巖應力釋放率、圍巖參數(shù)、埋深三個因素對巖體隧道襯砌及襯砌周圍圍巖薄層地震反應的影響。 通過以上工作，主要得到了以下結論： 1）巖體隧道的震害原因為圍巖擠壓襯砌造成襯砌大變形導致破壞，圍巖到達塑性階段，具有產(chǎn)生大變形的條件，極易產(chǎn)生節(jié)理裂隙擴展導致巖層斷裂滑移造成襯砌破壞。拱腰處襯砌易發(fā)生拉伸破壞，拱肩處襯砌易發(fā)生壓剪破壞。巖體隧道邊墻外巖體最容易發(fā)生剪切破壞，當邊墻外巖體中存在節(jié)理裂隙時，節(jié)理裂隙最容易發(fā)展導致巖體斷裂錯動，對襯砌造成破壞。仰拱兩側巖體塑性變形不對稱，可能造成巖體隧道底板一側隆起。 2）圍巖應力釋放率對巖體隧道襯砌以及襯砌附近圍巖薄層的地震反應有明顯影響。圍巖應力釋放率到達一定程度時，隧道襯砌邊墻水平方向的變形、拱腰處第一主應力、拱肩處第三主應力較大，巖體隧道拱頂豎直方向變形較��；圍巖應力釋放率中等時，巖體隧道底板豎向錯動變化明顯，邊墻豎直方向變形變化明顯；圍巖應力釋放率大或者小時，巖體隧道的地震反應區(qū)別不大。圍巖應力釋放率中等時，襯砌外圍巖薄層的等效塑性應變值變化明顯；圍巖應力釋放率大或者小時，襯砌外圍巖薄層的等效塑性應變值區(qū)別不大。這應與圍巖本身應力釋放作用與地震動、圍巖自身強度參數(shù)等共同構成了消長作用有關。在實際工程抗震設計時，應當考慮對應力釋放參數(shù)進行謹慎選擇。 3）圍巖參數(shù)對巖體隧道襯砌及襯砌附近圍巖薄層的地震反應影響復雜，對隧道水平向振型有明顯影響。對埋深40m的巖體隧道，Ⅲ級圍巖巖體隧道邊墻地震反應最大，，Ⅳ級圍巖次之，Ⅱ級、Ⅴ級圍巖最小；本地震動輸入條件下，圍巖等級越高，底板的地震反應越明顯；對埋深40m的巖體隧道，圍巖等級對襯砌外圍巖薄層的等效塑性應變值分布有影響。 4）埋深對巖體隧道襯砌及襯砌附近圍巖薄層的地震反應有很大影響。對所建模型，埋深30m時，巖體隧道襯砌的地震反應最��；埋深大于30m時，隨埋深增加，襯砌的地震反應增大；埋深20m時，由于地表對地震波的反射效應，襯砌的地震反應較大；埋深越深，隧道周圍圍巖地震反應越明顯；埋深等級對襯砌外圍巖薄層的等效塑性應變值分布影響也較大。
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【學位授予單位】：中國地震局工程力學研究所
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U452.28

【參考文獻】

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1 李天斌;;汶川特大地震中山嶺隧道變形破壞特征及影響因素分析[J];工程地質學報;2008年06期

2 鄭永來,楊林德;地下結構震害與抗震對策[J];工程抗震;1999年04期

3 趙建鋒;杜修力;韓強;李立云;;外源波動問題數(shù)值模擬的一種實現(xiàn)方式[J];工程力學;2007年04期

4 朱長安;高波;索然緒;;強震區(qū)隧道洞口段減震的振動臺模型試驗[J];公路;2008年06期

5 李育樞;李天斌;;高烈度地震區(qū)山嶺隧道洞口減震問題的數(shù)值模擬研究[J];公路交通科技;2009年10期

6 劉晶波;李彬;;地鐵地下結構抗震分析及設計中的幾個關鍵問題[J];土木工程學報;2006年06期

7 李林;何川;耿萍;吳川;;隧道地震響應振動臺實驗及動力時程分析[J];土木工程與管理學報;2011年03期

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1 趙寶友;大型巖體洞室地震響應及減震措施研究[D];大連理工大學;2009年

本文編號：2268413