【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,為滿足日益增長的交通需求,以四車道公路隧道為代表的特大斷面隧道工程實(shí)例已屢見不鮮。位于淺埋偏壓段的特大斷面隧道,覆土厚度較薄、襯砌結(jié)構(gòu)受力不均勻,在高烈度地震地區(qū)容易遭受到破壞,但目前對淺埋偏壓條件下特大斷面隧道的抗震研究仍十分匱乏。因此對淺埋偏壓條件下特大斷面隧道的地震動態(tài)響應(yīng)與動力特性展開研究,具有重要的科學(xué)研究價(jià)值與工程實(shí)踐意義。本文以福州市二環(huán)路金雞山隧道原位擴(kuò)建工程為背景,基于振動臺模型試驗(yàn),對淺埋偏壓條件下特大斷面隧道的地震動態(tài)響應(yīng)與動力特性進(jìn)行研究。得到主要結(jié)論如下:1)在各類水平向地震波作用下,坡面各測點(diǎn)的PHA放大系數(shù)隨高程的增加而非線性增大,表現(xiàn)出較明顯的鞭梢效應(yīng),坡內(nèi)(含隧道)各測點(diǎn)PHA放大系數(shù)隨高程增加近似呈現(xiàn)為對數(shù)型增大,說明特大斷面隧道的存在顯著改變了原場地高程效應(yīng)的表現(xiàn)形式;由于共振效應(yīng),EL波激勵(lì)所引起的高程效應(yīng),明顯大于其他3種波;2)基于傅里葉分析,認(rèn)為在場地偏軟且埋深較淺的情況下,特大斷面偏壓隧道的存在顯著改變了-原場地的動力特性,大致認(rèn)為第一卓越頻率(7.7Hz)主要體現(xiàn)了原場地的動力特性,第二卓越頻率(24.0Hz)主要體現(xiàn)了隧道襯砌結(jié)構(gòu)的動力特性;基于頻響函數(shù)分析,認(rèn)為當(dāng)?shù)卣鸩▊鞑ソ?jīng)過隧道襯砌結(jié)構(gòu)以后,其第二卓越頻率附近的頻率成分,發(fā)生了顯著增益,而且最大增益頻率接近于第二卓越頻率;3)在不同幅值的水平向地震波作用下,隧道襯砌結(jié)構(gòu)靠山側(cè)對地震響應(yīng)的敏感度遠(yuǎn)大于臨空面?zhèn)?中小振幅時(shí),左拱腳為襯砌結(jié)構(gòu)最不利位置,但在大振幅時(shí),襯砌結(jié)構(gòu)最不利位置轉(zhuǎn)移到了左拱腰;4)在水平向地震波作用下,隧道襯砌結(jié)構(gòu)承受著正負(fù)彎矩循環(huán)作用;隧道扁平率對地震作用下襯砌應(yīng)力分布有顯著影響,對于特大斷面隧道而言,其靠山側(cè)的左拱腳和左拱腰應(yīng)力值最大,且裂縫數(shù)量、貫通程度和開裂寬度均較臨空面?zhèn)让黠@,這些部位為淺埋偏壓條件下特大斷面隧道結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的關(guān)鍵部位。
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U452.28
【圖文】：

邐福州大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑１－１所示。福建省主要以海域地震為主，地震活動強(qiáng)度高、周期長且頻度低，屬逡逑于一個(gè)典型的強(qiáng)震區(qū)域，歷史上也曾經(jīng)發(fā)生過多次大地震［５］。福建省地形主要以逡逑山嶺丘陵為主，山區(qū)隧道形式多樣，數(shù)量眾多，總里程數(shù)大，遍布全省各地區(qū)。逡逑隨著福建省２１世紀(jì)海上絲綢之路核心區(qū)建設(shè)的持續(xù)進(jìn)行，省內(nèi)綜合交通運(yùn)輸網(wǎng)逡逑絡(luò)正在大規(guī)模建設(shè)和完善，山嶺隧道工程數(shù)量持續(xù)增加，特別是隨著交通需求的逡逑日益增長，出現(xiàn)了大量以四車道公路隧道為代表的特大斷面隧道工程。同時(shí)對于逡逑處于淺埋偏壓段的特大斷面公路隧道，其覆土厚度較薄、隧道襯砌結(jié)構(gòu)受力不均逡逑勻，導(dǎo)致整體穩(wěn)定性較差、抗震性能較弱。因此福建省內(nèi)淺埋偏壓條件下的特大逡逑斷面公路隧道的地震安全隱患及可能由地震誘發(fā)的隧道震害不容忽視，亟需對淺逡逑埋偏壓條件下特大斷面公路隧道地震動態(tài)響應(yīng)、動力特性和抗震性能加以深入研逡逑宄，并采取合理的抗減震設(shè)防措施，從而盡可能減輕地震震害，保障此類隧道的逡逑安全運(yùn)營。逡逑

圖２－１金雞山隧道所在位置區(qū)域地質(zhì)圖逡逑３）隧道圍巖特征逡逑由于缺乏隧道區(qū)的鉆探資料，本次主要根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和已有地質(zhì)資料進(jìn)行圍逡逑巖分級。根據(jù)相關(guān)勘察設(shè)計(jì)規(guī)范，確定了隧道區(qū)圍巖等級主要為ＩＶ級、Ｖ級，逡逑典型隧道斷面的圍巖分層從下往上依次為強(qiáng)風(fēng)化粗�；◢弾r、砂土狀全風(fēng)化花崗逡逑巖和花崗巖殘積粉質(zhì)黏土。逡逑４）場地地基土地震效應(yīng)逡逑場地目前不存在巖溶、滑坡、危巖及崩塌、泥石流、采空區(qū)等不良地質(zhì)作用。逡逑場地穩(wěn)定性評價(jià)目前屬于較穩(wěn)定場地。隧道場地的抗震設(shè)防烈度為７度，設(shè)計(jì)基逡逑本地震加速摩值為０．１０ｇ，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場地特征周期為０．３５ｓ。根據(jù)逡逑《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，本場地挑選鉆孔ＸＳ８、ＸＳ１０、ＸＳ１１和ＸＳ１２進(jìn)行現(xiàn)場波逡逑速測試，建筑的場地類別如表２－１所示。逡逑表２－１建筑的場地類別表逡逑Ｖｓｅ邐Ｖｓｅ在規(guī)邐覆蓋層邐場地逡逑Ｈ邐ｄ0（ｍ）

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本文編號：2732165