【摘要】：地震Rayleigh波是SV波和P波與地表發(fā)生相互作用而產生的面波,它常導致淺埋地下結構物的破壞。然而,目前關于地震Rayleigh波作用下地下結構內力的閉合形式解的研究尚不成熟,計算其作用下盾構隧洞襯砌內力的成果更是鮮于發(fā)表。本文的研究正是基于此背景而開展的。根據前人和課題組的已有研究成果,本文做了如下工作:(1)在將地震Rayleigh波假定為彈性半空間內沿水平向傳播的簡諧波的基礎上,將其作用下淺埋圓形隧洞襯砌橫向和縱向內力的閉合形式解推廣至盾構隧洞結構型式,并編制了內力求解程序。此閉合形式解為盾構隧洞初步抗震設計提供了計算以任意角度入射的地震Rayleigh波作用下襯砌內力的計算式。(2)將盾構隧洞沿橫、縱向簡化為等效剛度梁結構,給出了計算上述閉合形式解中襯砌結構剛度的方法。在求解橫向剛度有效率時,首先借助結構力學力法和虛功原理,詳細推導了計算地震Rayleigh波作用下盾構隧洞襯砌“目標位置”處位移的計算式。然后基于等效剛度圓環(huán)思想,利用迭代等效方法求解了襯砌橫向剛度有效率,并編制了迭代求解程序。在縱向等效剛度的求解中采用了志波由紀夫和川島一彥的方法,并根據場地特點作了必要的修正。(3)為給初步抗震設計提供參考,基于圓形隧洞襯砌地震內力的極值表達式開展了襯砌內力影響因素的敏感性分析。其中,采用無量綱化方法,詳細分析了兩個主要復合變量——壓縮比C和彎曲比F與無滑移和完全滑移兩種極限狀態(tài)下的襯砌最大橫向地震內力間的關系;縱向地震內力影響因素的敏感性分析采用無量綱化方法,主要研究了襯砌混凝土彈性模量、襯砌厚度、圍巖動剪切模量、地震Rayleigh波波速、地震Rayleigh波周期等與襯砌最大縱向地震內力及R_1、R_2間的關系。(4)運用本文的閉合形式解及等效剛度求解方法,計算了某電廠擬采用盾構工法建造的取水隧洞襯砌在地震Rayleigh波作用下的橫、縱向內力。研究表明:(1)通過本文方法可以計算地震Rayleigh波作用下盾構隧洞襯砌橫、縱向內力,且從內力的閉合形式解可以獲得最大內力值出現(xiàn)時刻Rayleigh波入射角度、最大內力值出現(xiàn)部位、時刻等信息。(2)在盾構隧洞初步抗震設計中考慮地震Rayleigh波作用時,橫向剛度有效率的求解應分靜、動兩態(tài)分別進行計算,而不應采用統(tǒng)一值。(3)襯砌內力影響因素的敏感性分析所得規(guī)律明確。本文所提供的計算地震Rayleigh波作用下淺埋盾構隧洞橫、縱向地震內力的方法及思路可以用于初步抗震設計。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TV554

【參考文獻】

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本文編號：2737915