隧道地震反應(yīng)若干影響因素研究.pdf

1、本文結(jié)合遼寧省博士啟動(dòng)基金資助項(xiàng)目(20041077)，以土-結(jié)構(gòu)相互作用為核心理論，動(dòng)力有限元方法為分析手段，用大型通用有限元軟件ANSYS對(duì)地震作用下的隧道結(jié)構(gòu)體系建立了合理的相互作用模型，進(jìn)行了大量計(jì)算，總結(jié)了地下結(jié)構(gòu)反應(yīng)一些規(guī)律，可為相關(guān)工程的抗震計(jì)算和設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。具體工作和結(jié)論如下： (1)采用時(shí)程分析方法，對(duì)一隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震響應(yīng)分析。重點(diǎn)研究了不同人工邊界方法不同橫向截取范圍對(duì)地震響應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明

2、：無(wú)論是粘彈性邊界、粘性邊界還是固定邊界，橫向截取范圍都要大于5倍的計(jì)算域高度，計(jì)算結(jié)果才比較穩(wěn)定。對(duì)比幾種常用的人工邊界，粘彈性邊界是較好的人工邊界。文中還比較分析了在地震荷載作用下隧道襯砌的薄弱部位。 (2)在上述理論方法和研究結(jié)果基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)襯砌材料(混凝土標(biāo)號(hào)、襯砌厚度和襯砌密度變化)和地質(zhì)條件對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)的影響進(jìn)行了探討。結(jié)果表明：地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)主要受?chē)鷰r的影響，與其自身慣性力和結(jié)構(gòu)剛度的關(guān)系并不大。因此

3、單純靠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來(lái)提高結(jié)構(gòu)抗震性能，把結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成能抵抗周?chē)鷩鷰r介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和變形的傳統(tǒng)觀點(diǎn)并不合理。在地下結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，可以考慮適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)的柔性和延性，來(lái)吸收地震時(shí)周?chē)貙咏橘|(zhì)施加給結(jié)構(gòu)的變形，充分發(fā)揮圍巖自身承受荷載的能力。圍巖級(jí)別減小，結(jié)構(gòu)位移和應(yīng)力響應(yīng)都明顯減小。隨著混凝土標(biāo)號(hào)提高，材料彈模增大，結(jié)構(gòu)位移略有增加，結(jié)構(gòu)應(yīng)力明顯增大。襯砌厚度增大，結(jié)構(gòu)的位移變化并不明顯，同一時(shí)刻結(jié)構(gòu)的內(nèi)力也隨之增大，但結(jié)構(gòu)實(shí)際最大應(yīng)力減小。襯