本文關鍵詞：考慮動參數(shù)的黃土隧道結(jié)構(gòu)地震動特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國“一帶一路”重大政策的推動和實施,古絲綢之路的發(fā)展和建設煥發(fā)新的生機活力,西部地區(qū)的發(fā)展將邁向新的高度。越來越多的公路隧道和鐵路隧道將會被修建在我國西部地區(qū)的黃土高原上。黃土在我國分布范圍較廣,主要分布在12個省和自治區(qū),同時這些地區(qū)大多在高烈度地震區(qū)。地震作用會影響黃土的結(jié)構(gòu)特性,使土顆粒間膠結(jié)作用減弱,導致黃土抗剪強度降低,土抗剪強度與含水率和壓實度有關。在分析地震作用下黃土隧道結(jié)構(gòu)的響應與穩(wěn)定時,應定量選取不同條件對應的黃土動參數(shù),可以更加準確的得到黃土隧道結(jié)構(gòu)在地震作用下的響應規(guī)律和穩(wěn)定性結(jié)論。本文主要從以下幾個方面進行研究:(1)歸納總結(jié)黃土動參數(shù)的變化規(guī)律,在前人黃土動強度試驗的基礎上,分析動粘聚力、動內(nèi)摩擦角、最大動彈性模量等與原狀黃土試樣的含水率、固結(jié)比、振次等之間的關系。(2)考慮到粘彈性人工邊界既可模擬地基對散射波能量的吸收,又能很好的模擬人工邊界外介質(zhì)的彈性恢復性能,借助有限元軟件ADINA,建立粘彈性人工邊界條件下的黃土隧道模型,采用不同含水率和不同覆土厚度下黃土動參數(shù)進行隧道結(jié)構(gòu)的地震動力響應分析,分別從隧道襯砌的第一、第三主應力、加速度及位移等方面進行對比研究,得到含水率和覆土厚度對黃土隧道地震動響應的影響規(guī)律。(3)利用動力有限元靜力強度折減法和計算不收斂法則,以安全系數(shù)作為黃土隧道穩(wěn)定性安全儲備的評價標準,通過不斷折減圍巖黃土動參數(shù),直至模型計算不收斂為止,得到含水率、地震烈度和覆土厚度對安全系數(shù)影響:黃土含水率越高,安全系數(shù)越低:黃土隧道覆土厚度越大,安全系數(shù)越高;地震烈度越大,安全系數(shù)越低。以上研究表明,黃土動參數(shù)對隧道結(jié)構(gòu)的地震動力響應和動力穩(wěn)定的影響較為顯著,基于數(shù)值模擬的結(jié)果,可以為不同條件下黃土隧道的結(jié)構(gòu)設計和工程應用提供可靠的依據(jù)。
【關鍵詞】：黃土 動參數(shù) 隧道 動力響應 動力穩(wěn)定
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U452.28
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 黃土動參數(shù)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 隧道地震動響應研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 隧道地震動穩(wěn)定研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 研究內(nèi)容15-16
• 第2章 黃土隧道圍巖結(jié)構(gòu)的動參數(shù)研究16-36
• 2.1 概述16
• 2.2 動粘聚力C_d16-26
• 2.2.1 不同固結(jié)比16-17
• 2.2.2 不同含水率17-20
• 2.2.3 不同振次20-23
• 2.2.4 結(jié)果分析23-26
• 2.3 動內(nèi)摩擦角26-32
• 2.3.1 不同固結(jié)比26
• 2.3.2 不同含水率26-28
• 2.3.3 不同振次28-29
• 2.3.4 結(jié)果分析29-32
• 2.4 動彈性模量Ed32-34
• 2.4.1 不同含水率32-33
• 2.4.2 結(jié)果分析33-34
• 2.5 動剪切模量G_d34-35
• 2.6 小結(jié)35-36
• 第3章 考慮黃土動參數(shù)的隧道結(jié)構(gòu)地震動響應36-62
• 3.1 概述36
• 3.2 計算方法36-40
• 3.2.1 莫爾 -庫倫強度理論36-37
• 3.2.2 彈塑性本構(gòu)關系37-39
• 3.2.3 地震作用下有限元分析39-40
• 3.3 邊界條件和地震波40-43
• 3.3.1 邊界條件40-42
• 3.3.2 地震波42-43
• 3.4 考慮黃土動參數(shù)的隧道結(jié)構(gòu)地震動響應43-61
• 3.4.1 分析模型43-44
• 3.4.2 計算參數(shù)44-45
• 3.4.3 模態(tài)分析45-46
• 3.4.4 不同含水率情況下黃土隧道結(jié)構(gòu)的地震動響應46-60
• 3.4.5 結(jié)果分析60-61
• 3.5 小結(jié)61-62
• 第4章 考慮黃土動參數(shù)的隧道結(jié)構(gòu)地震動穩(wěn)定62-81
• 4.1 概述62
• 4.2 強度折減法和破壞準則62-63
• 4.2.1 強度折減法62-63
• 4.2.2 破壞準則63
• 4.3 考慮黃土動參數(shù)的隧道結(jié)構(gòu)地震動穩(wěn)定63-79
• 4.3.1 計算模型63-64
• 4.3.2 不同含水率情況下黃土隧道結(jié)構(gòu)的地震動穩(wěn)定64-72
• 4.3.3 不同振次情況下黃土隧道結(jié)構(gòu)的地震動穩(wěn)定72-78
• 4.3.4 結(jié)果分析78-79
• 4.4 小結(jié)79-81
• 結(jié)論與展望81-82
• 參考文獻82-87
• 致謝87-88
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄88-89
• 附錄B 攻讀學位期間參與的項目89

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