滲流作用下海底隧道結構流-固耦合地震動響應研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代交通建設的快速發(fā)展，海底隧道的建設解決了橫跨海峽、海灣、海島之間的交通連接問題，其所產(chǎn)生的巨大的經(jīng)濟效益和社會效益已經(jīng)逐步走進公眾視野。鑒于海底隧道處于復雜的地質環(huán)境和海洋環(huán)境中，其建設與維護存在著非常明顯的困難，海水滲透防治與隧道結構抗震便是工程中所要解決的兩個主要技術難題。為了研究滲流和地震作用對海底隧道結構的影響，本文的研究重點主要集中于以下兩個方面:
　　 (1)不考慮圍巖的含水率和滲透性，利用有限元軟件ADIN

2、A，建立了粘彈性邊界條件下的二維有限元計算模型，首先進行了自重應力下的固結計算，以消除非固結圍巖對于計算結果的影響，然后輸入地震荷載進行重新啟動計算，得到了不考慮滲流作用下的海底隧道結構的地震動力時程響應。
　　 (2)考慮圍巖的含水率和滲透性，將隧道圍巖定義為等效各向同性連續(xù)多孔介質，考慮粘彈性人工邊界及固體圍巖與巖體孔隙水之間的流-固耦合作用，建立二維有限元計算模型，采用與(1)中相同的計算順序，分析了水平地震作用下隧道圍巖

3、中孔隙水壓力的變化、多孔介質中的動水壓力對隧道襯砌的作用、多孔介質滲流場與地震應力場的耦合作用對隧道安全性與穩(wěn)定性的影響，并對考慮滲流作用與否以及不同地震烈度下的海底隧道結構的地震動響應作了相應的對比，得出了一些結論。
　　 數(shù)值計算結果表明:隧道襯砌結構的地震動響應與地震加速度的變化密切相關，滲流作用對于隧道襯砌結構的安全性和穩(wěn)定性影響顯著:考慮滲流作用時，多孔介質圍巖中的動水壓力對隧道結構內力具有明顯的影響，不可忽略;水平地