【摘要】：由于沉管隧道在跨江越海時所展現(xiàn)出的優(yōu)越性,其建設規(guī)模不斷擴大,在地震作用下沉管隧道常常涉及海水與隧道管段結(jié)構(gòu)相互影響、管段接頭穩(wěn)定性等問題,并且由于水下環(huán)境復雜化和不穩(wěn)定性,沉管隧道結(jié)構(gòu)一旦遭到破壞,其后果將是災難性的。目前,對沉管隧道進行動力計算分析時,計算中多以二維平面有限元模型研究海水—沉管隧道結(jié)構(gòu)—場地土之間整體的地震響應,但平面有限元模型不能反應沉管隧道結(jié)構(gòu)縱向的地震動響應特性,并且此模型也無法考慮沉管隧道結(jié)構(gòu)抗震的薄弱環(huán)節(jié)管段接頭的影響。本文主要利用數(shù)值模擬手段研究了海底沉管隧道的動力響應和相關(guān)因素對沉管隧道響應特性影響,主要工作內(nèi)容如下:(1)通過ABAQUS有限元軟件設置了適用于地下結(jié)構(gòu)動力計算時的粘彈性人工邊界,并利用子程序完成了地震波等效荷載的輸入,通過二維和三維有限元算例,驗證了人工邊界和地震動輸入方法的正確性。(2)為研究地震動耦合海水對沉管結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響,比較分析了ABAQUS有限元軟件對于水的模擬方法,利用子程序UEL對沉管隧道系統(tǒng)表面附加一層用戶單元,通過賦予單元質(zhì)量,從而完成地震作用下海水對結(jié)構(gòu)的動水壓力作用。(3)以在建的大連灣海底隧道為研究背景建立了海水、沉管隧道管段結(jié)構(gòu)、接頭以及周圍土體的動力學三維有限元模型,研究了在橫向地震荷載下,海底沉管隧道的一般動力響應。(4)針對地震波形、地震波峰值加速度、埋置深度以及海水深度四個因素對沉管隧道地震動特性影響進行計算,著重以地震動作用下沉管隧道響應位移、加速度和主應力進行分析,總結(jié)出沉管隧道縱向和橫斷面內(nèi)的動力響應規(guī)律。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U459.5;U452.28

【參考文獻】

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本文編號：2704718