山嶺隧道立體交叉段地震動力響應(yīng)研究
本文關(guān)鍵詞:山嶺隧道立體交叉段地震動力響應(yīng)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:傳統(tǒng)思維認(rèn)為隧道結(jié)構(gòu)受到結(jié)構(gòu)周圍土層約束,不需要考慮結(jié)構(gòu)抗震問題。但在世界范圍歷次大地震中,地下結(jié)構(gòu)往往會發(fā)生不同程度的破壞,隧道工程的抗震問題開始逐漸引起研究人員的重視。山嶺隧道立體交叉段在空間結(jié)構(gòu)形式上較常規(guī)隧道更加復(fù)雜,對交叉段地震動力響應(yīng)進(jìn)行研究,無疑會增強(qiáng)我們對交叉區(qū)段面臨地震作用下的穩(wěn)定性和安全性的認(rèn)識,具有一定的科學(xué)研究意義。論文針對柴家營雙線公路隧道近接下穿既有成昆鐵路隧道工程的復(fù)雜性,進(jìn)行近接交叉段地震動力響應(yīng)分析。研究不同公路隧道水平凈距、公鐵隧道豎向凈距、地震波激勵方向、相關(guān)抗減震措施對交叉區(qū)應(yīng)力和位移峰值的影響,以期為類似工程提供抗震設(shè)防參考。研究結(jié)果表明:(1)水平凈距的增大有利于降低公路隧道Mises應(yīng)力值,對鐵路隧道動力響應(yīng)也有一定影響;豎向凈距的增大會大幅度增加公路隧道Mises應(yīng)力,鐵路隧道動力響應(yīng)也會發(fā)生變化;公路隧道位移隨凈距變化較小,鐵路隧道位移基本不受變化;(2)地震波激勵方向會對交叉區(qū)動力響應(yīng)產(chǎn)生明顯影響,主要表現(xiàn)為xyz三方向共同作用時隧道結(jié)構(gòu)位移和受力最不利,y方向單獨(dú)作用時隧道所受影響最小,位移值為xyz共同作用的1/10;(3)設(shè)置減震層對公路隧道減震效果明顯,會大幅度降低Mises應(yīng)力值,但位移值被稍微放大,減震效果與減震層厚度和剛度比相關(guān)。減震層設(shè)置會對鐵路隧道造成不利影響,影響程度與減震層參數(shù)有關(guān);(4)設(shè)置加固圈會對公路隧道起到抗震作用,但應(yīng)力降低效果不如減震層明顯,且應(yīng)力變化沿隧道縱向分布不均,抗震效果與加固圈厚度和強(qiáng)度相關(guān)。設(shè)置加固圈同樣會影響到鐵路隧道,但不利影響要弱于設(shè)置減震層。
【關(guān)鍵詞】:公路隧道 交叉段 抗減震 減震層 加固圈
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(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6-7
- ABSTRACT7-11
- 第1章 緒論11-22
- 1.1 研究背景和研究意義11
- 1.2 山嶺隧道抗震分析研究現(xiàn)狀11-17
- 1.2.1 地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范11-12
- 1.2.2 抗震研究手段12-13
- 1.2.3 抗震計(jì)算方法13-17
- 1.3 近接地下工程研究現(xiàn)狀17
- 1.3.1 靜力部分研究現(xiàn)狀17
- 1.3.2 動力部分研究現(xiàn)狀17
- 1.4 山嶺隧道震害類型與機(jī)理17-20
- 1.4.1 震害類型17-19
- 1.4.2 震害機(jī)理19-20
- 1.5 本文主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線20-22
- 1.5.1 研究內(nèi)容20-21
- 1.5.2 研究技術(shù)路線圖21-22
- 第2章 隧道抗減震模式探討22-31
- 2.1 隧道抗減震措施22-23
- 2.1.1 抗震措施22
- 2.1.2 減震措施22-23
- 2.2 隧道抗減震基本模式23-24
- 2.3 Ⅳ級圍巖減震算例24-27
- 2.3.1 模型及計(jì)算參數(shù)24-25
- 2.3.2 減震層減震效果分析25-27
- 2.4 Ⅳ級圍巖抗震算例27-30
- 2.4.1 模型及計(jì)算參數(shù)27-28
- 2.4.2 抗震層抗震效果分析28-30
- 2.5 本章小結(jié)30-31
- 第3章 基于FLAC~(3D)計(jì)算原理與分析方法31-45
- 3.1 FLAC~(3D)簡介與動力計(jì)算基礎(chǔ)31-33
- 3.2 地震波選取與處理33-37
- 3.2.1 選取實(shí)際記錄地震波33-34
- 3.2.2 人工合成地震波34-35
- 3.2.3 地震波處理35-37
- 3.3 動力計(jì)算本構(gòu)模型37-39
- 3.3.1 線性粘彈性模型37-38
- 3.3.2 雙直線模型38-39
- 3.4 動力計(jì)算邊界條件39-41
- 3.4.1 等效粘性邊界39-40
- 3.4.2 能量傳遞邊界40-41
- 3.5 系統(tǒng)阻尼41-44
- 3.5.1 瑞利阻尼41-43
- 3.5.2 局部阻尼43
- 3.5.3 滯后阻尼43-44
- 3.6 本章小結(jié)44-45
- 第4章 山嶺隧道立體交叉段動力分析45-71
- 4.1 工程背景與數(shù)值模型建立45-49
- 4.1.1 工程背景45-46
- 4.1.2 建立數(shù)值模型46-49
- 4.2 公路隧道間距對交叉段影響49-58
- 4.2.1 隧道斷面最大Mises應(yīng)力的動態(tài)響應(yīng)49-55
- 4.2.2 隧道斷面最大位移動力響應(yīng)55-58
- 4.3 公鐵隧道凈距對交叉段影響58-66
- 4.3.1 隧道斷面最大Mises應(yīng)力的動態(tài)響應(yīng)58-62
- 4.3.2 隧道斷面最大位移動力響應(yīng)62-66
- 4.4 地震波激勵方向?qū)徊娑斡绊?/span>66-69
- 4.4.1 隧道斷面最大Mises應(yīng)力的動態(tài)響應(yīng)66-68
- 4.4.2 隧道斷面最大位移動力響應(yīng)68-69
- 4.5 本章小結(jié)69-71
- 第5章 山嶺隧道交叉段抗減震措施研究71-87
- 5.1 襯砌結(jié)構(gòu)參數(shù)對抗震效果影響71-74
- 5.1.1 模型及計(jì)算參數(shù)71-72
- 5.1.2 初支材料強(qiáng)度變化對抗震效果影響72-73
- 5.1.3 二襯材料強(qiáng)度變化對抗震效果影響73-74
- 5.2 襯砌外圍減震層對減震效果影響74-79
- 5.2.1 模型及計(jì)算參數(shù)74-75
- 5.2.2 減震層厚度對減震效果影響75-77
- 5.2.3 減震層參數(shù)對減震效果影響77-79
- 5.3 襯砌外圍加固圈對抗震效果影響79-83
- 5.3.1 模型及計(jì)算參數(shù)79-80
- 5.3.2 注漿圈厚度對抗震效果影響80-81
- 5.3.3 注漿圈參數(shù)對抗震效果影響81-83
- 5.4 錨桿對抗震效果影響83-86
- 5.4.1 模型及計(jì)算參數(shù)83-84
- 5.4.2 應(yīng)力影響84-85
- 5.4.3 位移影響85-86
- 5.5 本章小結(jié)86-87
- 結(jié)論與展望87-89
- 致謝89-90
- 參考文獻(xiàn)90-95
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研項(xiàng)目95
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