Rayleigh波作用下盾構(gòu)隧洞襯砌內(nèi)力的解析解
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【摘要】:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人口的急劇膨脹,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的腳步日益加快。地下空間的開(kāi)發(fā)與利用是現(xiàn)代社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)的重要組成部分,而盾構(gòu)法隧洞因其安全性、速度快、擾動(dòng)小、噪音少等優(yōu)點(diǎn)在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。雖然,像隧洞這種地下結(jié)構(gòu)具有較好的抗震性能,但在歷史上發(fā)生的多次大地震中,均有過(guò)地下結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞的情況發(fā)生。因此,地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)越來(lái)越受到人們的重視。近年來(lái),隨著計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)值方法得到了廣泛的應(yīng)用。然而,數(shù)值分析不能以顯式的形式表達(dá)影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力的關(guān)鍵因素,這并不利于結(jié)構(gòu)的概念性設(shè)計(jì)。因此,解析法對(duì)地下結(jié)構(gòu)抗震分析仍然具有特殊意義。在以往對(duì)盾構(gòu)隧洞襯砌的抗震研究中,不但很少考慮接頭對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響,而且多數(shù)情況下,也只分析了S波或P波單獨(dú)作用下,襯砌的受力狀態(tài)。而針對(duì)Rayleigh波作用下,其內(nèi)力解析計(jì)算還比較少見(jiàn)。本論文首先采用等效連續(xù)化模型,考慮接頭對(duì)盾構(gòu)隧洞襯砌整體剛度的削弱影響,將隧洞沿縱向等效為一條彈性地基梁,沿橫向等效為勻質(zhì)圓環(huán),并考慮Rayleigh波的作用對(duì)橫向等效剛度的影響,通過(guò)力學(xué)方法推導(dǎo)出襯砌縱向和橫向的等效剛度。其次,在前人研究的基礎(chǔ)上,求出了在Rayleigh波作用下,襯砌縱向和橫向內(nèi)力計(jì)算的解析表達(dá)式。然后,通過(guò)實(shí)例計(jì)算,求出在不同周期Rayleigh波作用和不同圍巖介質(zhì)條件下,襯砌縱向和橫向的等效剛度,進(jìn)而求出各個(gè)條件下襯砌的內(nèi)力最大值。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理分析,并提出了一些對(duì)盾構(gòu)隧洞抗震設(shè)計(jì)方面有益的結(jié)論。最后,對(duì)本論文的主要工作進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)以后的工作進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】:Rayleigh波 盾構(gòu)隧洞 變形 內(nèi)力 解析解
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:TV554
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-16
- 1.1 引言9
- 1.2 盾構(gòu)隧洞的簡(jiǎn)介及特征9-10
- 1.3 地震對(duì)盾構(gòu)隧洞的影響10-12
- 1.3.1 地震對(duì)地下建筑物的影響10-11
- 1.3.2 地震對(duì)隧洞的破壞11-12
- 1.4 盾構(gòu)隧洞抗震的研究方法12-13
- 1.5 Rayleigh波作用下地下結(jié)構(gòu)的抗震研究13-14
- 1.6 本文主要內(nèi)容14-16
- 2 地震波的類(lèi)型及數(shù)學(xué)物理描述16-24
- 2.1 地震波的類(lèi)型16-18
- 2.1.1 體波16-17
- 2.1.2 面波17-18
- 2.2 Rayleigh波的運(yùn)動(dòng)方程18-21
- 2.3 Rayleigh波的分解21-24
- 3 盾構(gòu)隧洞襯砌縱向內(nèi)力的解析計(jì)算24-47
- 3.1 盾構(gòu)隧洞襯砌的縱向等效模型24-29
- 3.1.1 盾構(gòu)隧洞縱向等效連續(xù)模型的原理24-25
- 3.1.2 盾構(gòu)隧洞襯砌縱向等效拉壓剛度的推導(dǎo)25-26
- 3.1.3 盾構(gòu)隧洞襯砌縱向等效彎曲剛度的推導(dǎo)26-29
- 3.1.4 盾構(gòu)隧洞襯砌縱向等效彎曲剛度的修正29
- 3.2 Rayleigh波作用下盾構(gòu)隧洞襯砌縱向內(nèi)力的解析計(jì)算29-39
- 3.2.1 不考慮土與結(jié)構(gòu)的相互作用30-35
- 3.2.2 考慮土與結(jié)構(gòu)的相互作用35-39
- 3.3 實(shí)例計(jì)算39-45
- 3.3.1 工程參數(shù)39-40
- 3.3.2 求解步驟40-45
- 3.4 本章小結(jié)45-47
- 4 盾構(gòu)隧洞襯砌橫向內(nèi)力的解析計(jì)算47-63
- 4.1 盾構(gòu)隧洞襯砌的橫向等效模型47-53
- 4.1.1 盾構(gòu)隧洞襯砌橫向等效連續(xù)模型的原理47-48
- 4.1.2 作用在盾構(gòu)隧洞橫斷面上的荷載48-52
- 4.1.3 盾構(gòu)隧洞襯砌橫向等效剛度的推導(dǎo)步驟52-53
- 4.2 Rayleigh波作用下盾構(gòu)隧洞襯砌縱向內(nèi)力的解析解53-58
- 4.2.1 土與結(jié)構(gòu)接觸面無(wú)滑移54-57
- 4.2.2 土與結(jié)構(gòu)接觸面完全滑移57-58
- 4.3 實(shí)例計(jì)算58-61
- 4.4 本章小結(jié)61-63
- 5 結(jié)論與展望63-65
- 5.1 本文主要工作及成果63-64
- 5.2 研究展望64-65
- 參考文獻(xiàn)65-69
- 附錄A 盾構(gòu)隧洞襯砌內(nèi)力計(jì)算結(jié)果69-77
- A.1 盾構(gòu)隧洞襯砌縱向內(nèi)力計(jì)算結(jié)果69-74
- A.1.1 不考慮土與結(jié)構(gòu)相互作用69-71
- A.1.2 考慮土與結(jié)構(gòu)相互作用71-74
- A.2 盾構(gòu)隧洞襯砌橫向內(nèi)力計(jì)算結(jié)果74-77
- A.2.1 圍巖與結(jié)構(gòu)無(wú)滑移74-75
- A.2.2 圍巖與結(jié)構(gòu)完全滑移75-77
- 附錄B 盾構(gòu)隧洞橫向等效剛度的推導(dǎo)77-94
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況94-95
- 致謝95-96
【相似文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
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6 石峰;寧利中;王芳;袁U
本文編號(hào):275232
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