土基上隧道進(jìn)出口地震反應(yīng)分析.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文土基上隧道進(jìn)出口地震反應(yīng)分析土基上隧道進(jìn)出口地震反應(yīng)分析SeismicResponseAnalysisofTunnelEntranceonSoilFoundation作者姓名：于鴻明學(xué)科、專業(yè)：水利工程學(xué)號：41306033指導(dǎo)教師：遲世春教授完成日期：2017年6月大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文I摘要改革開放以后，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，特別是近幾年國

2、家擴(kuò)大基建項(xiàng)目投資，交通、電力、公共設(shè)施等建設(shè)速度加快，地下結(jié)構(gòu)在各領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛。2008年汶川大地震以來，地震作用下結(jié)構(gòu)的安全在國內(nèi)備受關(guān)注，如何設(shè)計(jì)出安全、經(jīng)濟(jì)、合理的地下結(jié)構(gòu)對廣大設(shè)計(jì)者提出了更大的挑戰(zhàn)。國內(nèi)的地下結(jié)構(gòu)抗震研究已經(jīng)開展好多年，設(shè)計(jì)理論相對比較成熟，但該理論在實(shí)際地下結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用相對滯后。本文著重研究地下結(jié)構(gòu)在水平向地震作用下的工程設(shè)計(jì)，針對目前地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中主要存在的幾個(gè)問題展開研究，如何選用合適

3、的土體非線性本構(gòu)模型、合理的動本構(gòu)參數(shù)、合理的波動荷載、合理的邊界。研究日本地下結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)中主要使用的設(shè)計(jì)方法及理論，重點(diǎn)論述了自由場地基的地震反應(yīng)分析原理和土體動本構(gòu)模型。通過自由場地基的地震反應(yīng)分析原理，主要解決了設(shè)計(jì)中波動荷載選取和反應(yīng)位移法及反應(yīng)加速度法的地震荷載等問題。在日本某隧道結(jié)構(gòu)工程實(shí)例的計(jì)算過程中，對地層和地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體建模，采用土體等效線性化模型進(jìn)行有限元?jiǎng)恿r(shí)程分析。為了進(jìn)一步驗(yàn)證考慮土體等效線性化模型的有

4、限元?jiǎng)恿r(shí)程分析方法的精度，又采用了龍崗提出的修正Ramberg–Osgood非線性動本構(gòu)模型對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元?jiǎng)恿r(shí)程分析。在非線性動本構(gòu)模型擬合過程中，由于缺乏土體非線性動本構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資料，首次提出利用日本建設(shè)省土木研究所資料第1778號《地基的地震時(shí)應(yīng)答特性的數(shù)值解析法》中提供的數(shù)據(jù)資料曲線進(jìn)行擬合，解決了實(shí)際工程中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取困難的問題。在對修正Ramberg–Osgood非線性動本構(gòu)模型進(jìn)行擬合過程中，發(fā)現(xiàn)其在小變形土

5、體的動本構(gòu)模型擬合時(shí)偏差較大，因此對原本構(gòu)模型進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，提出了變參數(shù)修正Ramberg–Osgood非線性動本構(gòu)模型。最后又采用了變參數(shù)修正Ramberg–Osgood非線性動本構(gòu)模型對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元?jiǎng)恿r(shí)程分析，使設(shè)計(jì)計(jì)算更加合理準(zhǔn)確。通過對三種不同模型的有限元?jiǎng)恿r(shí)程分析結(jié)果的比較分析，說明了各種模型計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)，比較了土體等效線性化模型和土體本構(gòu)模型的有限元?jiǎng)恿r(shí)程分析計(jì)算方法的精度差異，驗(yàn)證在地基條件較好的地下結(jié)構(gòu)