發(fā)布時(shí)間：2020-07-27 20:15

【摘要】：中國西南部山嶺眾多,在國家大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)的背景下,隧洞的開挖、支護(hù)問題成了工程常見問題。西南山嶺隧道常處于圍巖性質(zhì)差、仰坡陡、地質(zhì)運(yùn)動(dòng)活躍的不利地質(zhì)條件地段,易受到高烈度地震災(zāi)害影響,因此研究隧道及其支護(hù)結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)力響應(yīng)有社會(huì)和學(xué)術(shù)上的雙重意義。為減輕或防止震害影響,優(yōu)化隧道支護(hù)是隧道建設(shè)中的重要課題。鑒于此,首先查閱大量關(guān)于隧道和其他地下結(jié)構(gòu)受到震害的真實(shí)案例,整理出了隧道受震害的影響因素以及抗震手段,然后結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)針對(duì)軟弱圍巖隧道洞口段地震響應(yīng)以及錨桿支護(hù)抗震效果進(jìn)行研究,最后結(jié)合木寨嶺隧道工程實(shí)例驗(yàn)證錨桿支護(hù)的抗震效用。本文主要研究內(nèi)容如下:1)介紹FLAC3D(有限差分法數(shù)值模擬軟件)動(dòng)力分析的關(guān)鍵性原理和特點(diǎn),根據(jù)本文研究內(nèi)容,擬出相應(yīng)地震作用下的隧道動(dòng)力分析流程。2)針對(duì)淺埋隧道,分析其開挖過程及初期支護(hù)過程中的力學(xué)響應(yīng),深入研究洞口段圍巖性質(zhì)、仰坡坡度和地震波激振方向?qū)λ淼乐ёo(hù)結(jié)構(gòu)以及洞周圍巖變形的地震動(dòng)力響應(yīng)造成的影響,確定圍巖受地震荷載擾動(dòng)區(qū)范圍以及隧道結(jié)構(gòu)動(dòng)力影響洞深。3)進(jìn)一步探討了軟弱圍巖洞口段的錨桿支護(hù)抗震效果,并進(jìn)行了錨桿長度和間距的優(yōu)化分析,獲得了最佳支護(hù)方案。4)基于論文提出的地震動(dòng)力響應(yīng)分析方法及支護(hù)機(jī)理研究成果,對(duì)木寨嶺隧道工程進(jìn)行了深入研究,其結(jié)果表明:地震對(duì)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的破壞力,但合理的錨桿支護(hù)體系可有效抗震。如上研究成果表明:洞口段地震動(dòng)力響應(yīng)受圍巖物理特性、地震波激振方向以及仰坡坡度影響,圍巖特性越差、地震波激振方向?yàn)樗綑M向、仰坡陡時(shí),對(duì)洞口段地震動(dòng)力響應(yīng)越不利。在施加合理錨桿支護(hù)后,能有效降低洞口段地震響應(yīng),起到抗震的作用,合理的錨桿布置要充分考慮圍巖擾動(dòng)區(qū)以及錨桿間距。其研究成果可為隧道洞口段地震動(dòng)力響應(yīng)分析以及抗震研究提供一定的技術(shù)支撐。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U453.1
【圖文】：

法原理般將微分方程的基本方程組和邊界條件都近示，即：由空間離散點(diǎn)處的場變量（應(yīng)力、位單元內(nèi)是非確定的，從而把求解微分方程的問理論基礎(chǔ)是彈性力學(xué)中的差分法。如圖 2.1 所距，間距為 ，網(wǎng)格線平行于坐標(biāo)軸。設(shè) =，其含義可以是該彈性體的應(yīng)力函數(shù)、溫度函 軸的某根網(wǎng)格線上，只因橫軸坐標(biāo)而改變。數(shù) ：( ) +!( ) +!( ) +!( ) +

邊界粘性邊界、吸收邊界）可吸收邊界上的入射波。是 19 提出來的，具體做法是在模型的法向和切向分別設(shè)置入射波的目的，阻尼器提供的法向和切向粘性力分別= = 、 分別為模型邊界上法向和切向的速度分量， 為 波的波速。邊界對(duì)于入射角超過 30°的入射波基本能夠完全吸收然仍然有一定的吸收能力，但是吸收不完全。場邊界通過在模型四周生成一維和二維網(wǎng)格的方法來實(shí)現(xiàn)自面邊界通過阻尼器與自由場網(wǎng)格進(jìn)行耦合，自由場網(wǎng)格邊界上。由于自由場邊界提供了與無限場地相同的上不會(huì)發(fā)生扭曲。

3 隧道洞口段地震動(dòng)力響應(yīng)研究道其變形特征、穩(wěn)定性均會(huì)受到巖性、仰坡坡度以即著重討論不同工況下，隧道動(dòng)力對(duì)縱深以及隧道是通過研究隧道圍巖的變形以及襯砌的內(nèi)力來對(duì)隧型及參數(shù)建立立分為三步：在 AutoCAD 中繪制洞口斷面；在 A并劃分網(wǎng)格；在 FLAC3D 中完善模型并計(jì)算。根值模擬模型尺寸應(yīng)為隧洞直徑的 7~8 倍，此時(shí)邊界 100m，隧道方向延伸 100m，洞口臺(tái)階 10m，隧道 37m,隧道斷面尺寸如圖 3.1 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐華;李天斌;王棟;李育樞;林之恒;;山嶺隧道地震動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律的三維振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2013年09期

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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本文編號(hào)：2772322