本文關(guān)鍵詞：引洮總干渠一期工程黃土隧洞圍巖增濕動力特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：引洮一期總干渠工程是甘肅省歷史上最大的大型跨流域調(diào)水水利工程,其建設(shè)加速了西部大開發(fā)的總方針,具有重大的意義,為促進(jìn)甘肅省中部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。由于其大部分引水隧洞和暗渠工程穿越了黃土地區(qū),因此黃土隧洞在地震作用下的穩(wěn)定性成為了工程的重難點,本文以引洮某黃土隧洞為例,基于Q3黃土初始彈性模量與含水量的關(guān)系,利用數(shù)值分析方法,以黃土隧洞在其圍巖增濕工況結(jié)合地震荷載作用進(jìn)行仿真模擬。本論文主要從以下六個方面進(jìn)行研究:1、在閱讀了大量文獻(xiàn),綜合分析引洮一期工程地質(zhì)勘查資料和引洮工程黃土隧洞圍巖工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,對引洮總干渠一期工程黃土隧洞所在工程區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境背景、地質(zhì)構(gòu)造、黃土圍巖特性和工程地質(zhì)參數(shù)等資料進(jìn)行了研究分析,結(jié)合文獻(xiàn)給出的黃土增濕參數(shù),對比得出適用模型分析計算的各項參數(shù)。2、建立了和實際工程相同的類馬蹄形隧洞斷面,由于隧洞的縱向遠(yuǎn)大于橫斷面寬度,故按照二維平面應(yīng)變模型進(jìn)行分析計算,將分析得到的適合于模型的黃土隧洞參數(shù)帶入模型中進(jìn)行分析研究。3、基于黃土含水量與彈性模量及抗剪強(qiáng)度的關(guān)系,采用地震加速度時程分析的方法,對已建好的模型進(jìn)行動力分析,分別在7度和8度地震荷載作用下在傳統(tǒng)人工邊界下黃土隧洞在其圍巖增濕工況結(jié)合地震荷載作用進(jìn)行仿真模擬,數(shù)值計算結(jié)果表明:隨著含水量的增大,隧洞襯砌各部位主應(yīng)力絕對值減小,自振圓頻率減小,自振周期相應(yīng)增大;與輸入的地震加速度峰值相比,小于臨界含水量時,隧洞頂部加速度峰值大于輸入地震加速度峰值,大于臨界含水量時則出現(xiàn)相反的結(jié)果;同一含水量下,隧洞襯砌對稱部位最大、最小主應(yīng)力交替出現(xiàn),使得隧洞襯砌材料發(fā)生疲勞損傷,是隧洞襯砌破壞的主要原因,并對7度和8度地震荷載作用下的各數(shù)值進(jìn)行分析對比,發(fā)現(xiàn)7度和8度洞頂輸出峰值加速度不變對應(yīng)的臨界含水量是基本相同的。4、對于分析得到的黃土隧洞頂部輸出峰值加速度對應(yīng)不變臨界含水量在7度和8度地震荷載作用下進(jìn)行了驗證,驗證分析得到的洞頂輸出峰值加速度和原先輸入的地震峰值加速度值是相同的,證明了分別在7度和8度地震荷載作用下黃土隧洞圍巖增濕得到的臨界含水量數(shù)據(jù)的合理性。5、對于已分析得到的黃土隧洞襯砌薄弱位置,以及黃土隧洞在選線、隧洞進(jìn)出口(尤其是淺埋隧洞)、易液化黃土層等能使黃土隧洞出現(xiàn)易于震害的不利因素下,提出了合理化的抗震措施,以期能減少黃土隧洞在地震荷載作用下的災(zāi)害發(fā)生的可能性。
【關(guān)鍵詞】：引洮工程 增濕 黃土隧洞 時程分析 地震加速度 臨界含水量 主應(yīng)力 抗剪強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV67;TV223
【目錄】：

• 摘要2-4
• Summary4-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 地下結(jié)構(gòu)抗震研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 黃土增濕研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 黃土及濕陷性黃土12-15
• 1.3.1 黃土12-13
• 1.3.2 濕陷性黃土及其顆粒組成13
• 1.3.3 濕陷性黃土的礦物成分13
• 1.3.4 濕陷性黃土的構(gòu)造13-14
• 1.3.5 濕陷性黃土的物理指標(biāo)14
• 1.3.6 濕陷性黃土的力學(xué)性質(zhì)14-15
• 1.4 地震及其相關(guān)知識15-17
• 1.4.1 地震15
• 1.4.2 地震波15-16
• 1.4.3 共振16
• 1.4.4 工程地震動16-17
• 1.5 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-19
• 1.5.1 主要研究內(nèi)容17
• 1.5.2 技術(shù)路線17-19
• 第二章 地下結(jié)構(gòu)抗震方法19-29
• 2.1 概述19-20
• 2.2 抗震設(shè)計方法20-24
• 2.2.1 橫斷面抗震設(shè)計方法20-23
• 2.2.2 縱斷面斷面抗震設(shè)計方法23-24
• 2.3 隧道地震動力響應(yīng)分析方法24-25
• 2.3.1 原型觀測24
• 2.3.2 模型試驗研究24-25
• 2.3.3 理論研究25
• 2.4 地下結(jié)構(gòu)的地震災(zāi)害25-28
• 2.4.1 地下結(jié)構(gòu)地震破壞現(xiàn)象25
• 2.4.2 地鐵車站震害現(xiàn)象及分析25-26
• 2.4.3 隧道震害現(xiàn)象及分析26-27
• 2.4.4 地下結(jié)構(gòu)震害破壞形式27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章7度地震荷載作用下黃土隧洞圍巖增濕動力特性研究29-47
• 3.1 引洮總干渠一期工程總概況29-32
• 3.1.1 引洮總干渠一期工程黃土的分布特征29
• 3.1.2 引洮總干渠一期工程黃土隧洞工程的地質(zhì)特性29-30
• 3.1.3 引洮總干渠一期工程黃土隧洞的圍巖穩(wěn)定性評價30-31
• 3.1.4 引洮總干渠一期工程場地地震烈度31-32
• 3.2 動力計算模型的確定32-35
• 3.2.1 模型單元選擇及網(wǎng)格劃分32-33
• 3.2.2 動力分析模型的建立33-34
• 3.2.3 黃土圍巖計算參數(shù)34-35
• 3.3 混凝土本構(gòu)關(guān)系及屈服準(zhǔn)則35-37
• 3.3.1 混凝土本構(gòu)關(guān)系35-36
• 3.3.2 屈服準(zhǔn)則36
• 3.3.3 Drucker-Prager本構(gòu)模型36-37
• 3.4 模態(tài)分析37-39
• 3.5 地震波的選擇39-40
• 3.67 度地震作用下數(shù)值分析結(jié)果40-46
• 3.6.1 洞頂最大位移變化規(guī)律40-42
• 3.6.2 洞頂輸出峰值加速度變化規(guī)律及臨界含水量42-43
• 3.6.3 隧洞襯砌薄弱位置43-46
• 3.7 本章小結(jié)46-47
• 第四章8度地震荷載作用下黃土隧洞圍巖增濕動力特性研究47-59
• 4.1 動力分析模型的建立及地震波的選擇47-48
• 4.2 混凝土疲勞損傷48
• 4.38 度地震作用下數(shù)值分析結(jié)果48-57
• 4.3.1 隧洞頂部最大位移變化規(guī)律48-50
• 4.3.2 洞頂輸出峰值加速度變化規(guī)律及臨界含水量50-52
• 4.3.3 對臨界含水量的驗證52-54
• 4.3.4 隧洞襯砌薄弱位置54-57
• 4.4 黃土隧洞減震措施簡介57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 結(jié)論與展望59-62
• 5.1 結(jié)論59-60
• 5.2 展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 作者簡介68-69
• 導(dǎo)師簡介69-70

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉相如;陜北黃土地區(qū)公路邊坡降雨災(zāi)害預(yù)測預(yù)警研究[D];長安大學(xué);2007年

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本文編號：375668