地震動(dòng)作用下淺埋隧道結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)值分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、地震災(zāi)害的影響隨著我國地下工程規(guī)模的擴(kuò)大也越來越嚴(yán)重。地下結(jié)構(gòu)比地上結(jié)構(gòu)的抗震性能佳，但是在某些薄弱部位，抗震性能卻往往得不到保證，這一點(diǎn)在淺埋隧道中尤為明顯。最近2008年的四川汶川地震和2013年的雅安蘆山地震，人們意識到山嶺隧道等地下結(jié)構(gòu)也會(huì)受到震害。而淺埋隧道對地震的動(dòng)作用最為敏感，隨著淺埋隧道越來越多，如果因?yàn)榈卣鸲饻\埋隧道大范圍的破壞，人員和經(jīng)濟(jì)損失將難以估計(jì)。因此，需要對地震動(dòng)作用下淺埋隧道結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)值分析與試驗(yàn)研究，

2、找出地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要點(diǎn)，為淺埋隧道結(jié)構(gòu)等地下工程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)。故對影響淺埋隧道地震反應(yīng)的若干因素進(jìn)行數(shù)值分析具有重要意義。本文通過振動(dòng)臺試驗(yàn)研究了地震荷載下淺埋隧道圍巖及結(jié)構(gòu)加速度變化情況，為數(shù)值模擬的結(jié)果的驗(yàn)證提供可靠參考。采用了有限元軟件Ansys對地震動(dòng)作用下隧道結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)建立了有限元模型，以圍巖-結(jié)構(gòu)相互作用為核心理論，通過時(shí)程分析法進(jìn)行大量計(jì)算，得到一些規(guī)律，希望能為淺埋隧道的優(yōu)化設(shè)計(jì)和地下結(jié)構(gòu)的對地

3、震響應(yīng)提供參考，本文主要研究內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:
　?、俜治隽水?dāng)前地下結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢，總結(jié)了地下結(jié)構(gòu)抗震研究的歷史、主要方法和當(dāng)前研究的現(xiàn)狀，提出了地震動(dòng)作用下對淺埋隧道結(jié)構(gòu)響應(yīng)影響的若干因素研究的必要性和價(jià)值。
　?、谕ㄟ^對振動(dòng)臺介紹和振動(dòng)臺試驗(yàn)的制作，從相似模型研究了地震荷載下隧道圍巖及結(jié)構(gòu)加速度變化情況，為下一步數(shù)值模擬的結(jié)果的驗(yàn)證提供可靠的參考。
　?、弁ㄟ^對建立的計(jì)算模型采用時(shí)程分析方法，對在地震動(dòng)作用下淺埋隧

4、道的不同參數(shù)變化產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行分析，并找出規(guī)律和關(guān)鍵因素。通過建立不同的埋深、地震烈度、地質(zhì)條件、襯砌厚度、襯砌強(qiáng)度等數(shù)值模型，對于影響淺埋隧道地震響應(yīng)的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的影響模式。通過分析三維平面條件下淺埋隧道地震反應(yīng)的解析結(jié)果，提出了對淺埋隧道地震反應(yīng)特點(diǎn)的認(rèn)識。在上述理論方法和研究結(jié)果基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對不同的襯砌材料（不同的混凝土標(biāo)號、不同的襯砌厚度和不同的襯砌強(qiáng)度）和不同的地質(zhì)條件下對淺埋隧道結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)進(jìn)行了