本文關(guān)鍵詞：高烈度地區(qū)公路隧道地震響應(yīng)分析及抗震措施研究

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【摘要】：我國是一個多地震國家,地震區(qū)域廣闊而分散,地震頻繁而強(qiáng)烈。隧道是重要的社會基礎(chǔ)設(shè)施,在地震時一旦發(fā)生嚴(yán)重破壞,不但不能發(fā)揮生命線作用甚至還會成為救災(zāi)的阻礙。為了減小地震帶來的損失,隧道結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)和抗減震措施的研究已迫在眉睫,特別是高烈度設(shè)防地區(qū),相關(guān)研究更顯得尤為重要。本文以高烈度地區(qū)某公路隧道工程為背景,為了把握高烈度地區(qū)隧道地震動力響應(yīng)機(jī)理,對相關(guān)隧道進(jìn)行地震動力響應(yīng)和抗震技術(shù)的研究,開展了以下幾個方面的分析,為高烈度地區(qū)隧道穩(wěn)定性規(guī)律的研究提供一定依據(jù)。首先,收集國內(nèi)外隧道的地震宏觀震害資料,結(jié)合地震的震級、震源機(jī)制、地震動與烈度分布等因素分析隧道的破壞情況和典型震害。結(jié)合隧道的宏觀震害,分析了隧道的震害機(jī)理和震害影響因素,得到隧道結(jié)構(gòu)的震害機(jī)理主要可以分為地震慣性力引起的破壞、地震強(qiáng)制位移引起的破壞和圍巖失穩(wěn)引起的破壞三類；造成隧道嚴(yán)重受損的因素大致包括地震參數(shù)、圍巖條件、斷層、隧道埋深、隧道自身條件等。其次,分別從輸入大小不同的峰值加速度、改變初支二襯的剛度、設(shè)置不同埋深等三個方面對隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬計算,分析隧道二襯斷面監(jiān)測點(diǎn)上的最大軸力、最大剪力和最大彎矩值,得出隧道地震動力響應(yīng)的規(guī)律。整個二襯斷面的最大軸力、最大剪力和最大彎矩隨著地震波峰值加速度的增大均不斷地增大,且內(nèi)力分布也越來越不均勻；僅增大初支的剛度有利于降低二襯斷面的最大剪力和最大彎矩,而僅增大二襯的剛度會引起二襯斷面各個部位的最大軸力增大,且增大二襯剛度比增大初支剛度的影響更大；隨著隧道埋深增加,二襯斷面的內(nèi)力基本上呈現(xiàn)出逐步下降的趨勢。最后,通過對比及查閱大量相關(guān)資料選擇橡膠作為高烈度地區(qū)隧道的減震材料,在隧道初支和二襯之間設(shè)置減震層,考慮減震層不同的厚度和不同的設(shè)置范圍,對比分析各個方案下的減震效果。計算結(jié)果表明,設(shè)置減震層能有效降低隧道的地震響應(yīng),且減震層的設(shè)置范圍比厚度的影響更大。對于本文研究對象,最終建議采用5cm厚的橡膠減震層,全斷面除仰拱段之外設(shè)置。
【關(guān)鍵詞】：高烈度地區(qū) 公路隧道 地震動力響應(yīng) 橡膠 減震層
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U452.28
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 研究背景和意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 隧道抗震設(shè)計計算理論研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 隧道和巖土在地震下相互作用的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 隧道抗減震技術(shù)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線17-20
• 1.3.1 主要的研究內(nèi)容17-18
• 1.3.2 技術(shù)路線18-20
• 2 隧道震害調(diào)查與分析20-36
• 2.1 隧道震害調(diào)查20-30
• 2.1.1 臺灣集集地震隧道震害20-21
• 2.1.2 日本中越地震隧道震害21-24
• 2.1.3 四川汶川地震隧道震害24-30
• 2.2 隧道震害機(jī)理分析30-32
• 2.2.1 地震慣性力30
• 2.2.2 地震強(qiáng)制位移30-31
• 2.2.3 圍巖失穩(wěn)31-32
• 2.3 隧道震害因素分析32-35
• 2.3.1 地震參數(shù)的影響32
• 2.3.2 圍巖條件的影響32-33
• 2.3.3 斷層的影響33-34
• 2.3.4 隧道埋深的影響34
• 2.3.5 隧道自身條件的影響34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 3 隧道地震動力響應(yīng)理論基礎(chǔ)及數(shù)值模型的實(shí)現(xiàn)36-50
• 3.1 隧道地震動力響應(yīng)理論基礎(chǔ)36-40
• 3.1.1 波動方程36-37
• 3.1.2 地震波的傳播37-38
• 3.1.3 ABAQUS有限元軟件計算原理38-40
• 3.2 粘彈性人工邊界40-44
• 3.2.1 人工邊界的發(fā)展41
• 3.2.2 等效粘彈性人工邊界單元41-43
• 3.2.3 地震動輸入的實(shí)現(xiàn)43-44
• 3.3 隧道地震動力響應(yīng)數(shù)值模擬的實(shí)現(xiàn)44-49
• 3.3.1 計算模型的建立44-46
• 3.3.2 數(shù)值模擬的步驟46
• 3.3.3 地震波的輸入46-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 4 隧道地震動力響應(yīng)機(jī)理研究50-70
• 4.1 隧道地震動力響應(yīng)的影響因素50-51
• 4.1.1 地震烈度50
• 4.1.2 隧道襯砌剛度50-51
• 4.1.3 隧道埋深51
• 4.2 隧道地震動力響應(yīng)的三維數(shù)值模擬分析51-68
• 4.2.1 不同峰值加速度的地震作用下隧道的響應(yīng)51-58
• 4.2.2 不同襯砌剛度的隧道在地震作用下的響應(yīng)58-62
• 4.2.3 不同埋深的隧道在地震作用下的響應(yīng)62-68
• 4.3 本章小結(jié)68-70
• 5 高烈度地區(qū)公路隧道抗震措施研究70-82
• 5.1 減震層材料選擇70
• 5.2 橡膠材料簡介70-72
• 5.2.1 橡膠材料的本構(gòu)模型70-71
• 5.2.2 橡膠材料的阻尼機(jī)理71-72
• 5.3 帶減震層的隧道在地震作用下的響應(yīng)72-77
• 5.3.1 建立模型72-74
• 5.3.2 計算結(jié)果74-77
• 5.4 減震效果分析77-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 6 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 結(jié)論82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 作者簡歷及攻讀專業(yè)碩士學(xué)位期間取得的研究成果88-92
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集92

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2 潘榮;;高烈度地區(qū)多層錯層設(shè)計的結(jié)構(gòu)分析[J];中華民居(下旬刊);2013年09期

3 何家福;地震高烈度地區(qū)墻材革新和建筑抗震節(jié)能的發(fā)展方向[J];墻材革新與建筑節(jié)能;1999年01期

4 徐成中;許雋;鮮麗麗;趙北;;糧食工作塔結(jié)構(gòu)在高烈度地區(qū)的設(shè)計實(shí)踐[J];糧食與食品工業(yè);2010年01期

5 曾聰;潘文;陶忠;白俊峰;;高烈度地區(qū)混合框架核心筒結(jié)構(gòu)抗震性能分析[J];工程抗震與加固改造;2012年06期

6 ;[J];;年期

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1 江楠;高烈度地區(qū)公路隧道地震響應(yīng)分析及抗震措施研究[D];北京交通大學(xué);2016年

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本文編號：640610