地震條件下隧道抗震設(shè)計(jì)深淺埋問題的研究.pdf

1、隨著我國(guó)修建地下工程的數(shù)量越來越多，不可避免會(huì)遇到在地震區(qū)甚至在高烈度地震區(qū)修建隧道工程的問題。地震作用下，隧道的破壞程度與埋深有較大的關(guān)系，并且深埋隧道和淺埋隧道的抗震設(shè)計(jì)差別較大。如何合理的判定出隧道在地震條件下的深淺埋類型，對(duì)隧道抗震設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但目前隧道抗震設(shè)計(jì)時(shí)的隧道深淺埋判定仍采用靜力條件下的方法，該方法既不能反映地震作用下的隧道動(dòng)力特性，也不能給出相對(duì)準(zhǔn)確的判定標(biāo)準(zhǔn)，而目前對(duì)該問題的研究甚少，因

2、此，研究地震條件下隧道抗震設(shè)計(jì)的深淺埋判定是急需解決的一個(gè)問題，具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于比爾鮑曼理論推導(dǎo)了地震條件下隧道動(dòng)力深淺埋界限埋深的理論解析計(jì)算公式，并分析了影響公式計(jì)算結(jié)果的因素及公式的適用條件。⑵基于壓力拱理論，運(yùn)用應(yīng)力路線法研究了不同圍巖級(jí)別、不同地震強(qiáng)度、不同斷面形狀和不同隧道跨度等影響因素在不同埋深條件下的壓力拱高度與隧道埋深之間的關(guān)系及其變化規(guī)律，并由此得到不同計(jì)算條件

3、下的隧道動(dòng)力深淺埋成拱界限埋深，在此基礎(chǔ)上綜合考慮各種影響成拱界限埋深的因素，提出了隧道動(dòng)力深淺埋界限埋深的判定計(jì)算公式。⑶運(yùn)用動(dòng)力有限元數(shù)值分析方法，研究了襯砌應(yīng)力和圍巖應(yīng)力增大系數(shù)與隧道埋深在不同影響因素下的關(guān)系及其變化規(guī)律，利用變化規(guī)律之間的拐點(diǎn)作為地震作用下隧道動(dòng)力深淺埋界限埋深判定的參考依據(jù)，得到了不同分析條件下的隧道動(dòng)力深淺埋界限埋深的合理取值范圍。⑷采用振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)，研究了圍巖動(dòng)土壓力、襯砌動(dòng)應(yīng)力和圍巖加速度的試驗(yàn)結(jié)果與

4、隧道埋深之間的關(guān)系及其變化規(guī)律，利用變化規(guī)律是否存在拐點(diǎn)同時(shí)結(jié)合試驗(yàn)后地震作用下隧道周圍土體變形和襯砌結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)來綜合考慮作為隧道動(dòng)力深淺埋界限埋深的判定依據(jù)，得到了試驗(yàn)條件下的合理界限埋深。同時(shí)將試驗(yàn)分析結(jié)果和前述研究方法進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了其它研究方法的可行性和可信度。⑸通過綜合對(duì)比不同研究方法，發(fā)現(xiàn)研究結(jié)果有較為一致的，也有存在差異的。在目前缺乏系統(tǒng)研究隧道動(dòng)力深淺埋界限埋深判定方法的條件下，本文運(yùn)用多種研究方法并互為驗(yàn)證，