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高烈度地震区破碎围岩段隧道衬砌动力特性研究

发布时间:2018-11-17 07:45
【摘要】:2008年5月12日汶川发生8.0级特大地震,此次地震使道路、桥梁、隧道等基础设施受到严重的破坏,造成了巨大的人员伤亡和经济损失。同时随着西部建设的不断推进,大量山岭隧道穿越地质条件复杂的破碎围岩地段,许多隧道都位于高烈度地震区。因此研究高烈度地震区隧道的地震动力响应问题,并提出针对性的抗震减震措施,对新建隧道设计和施工不仅具有重大的经济意义,还具有深远的社会意义本文从调研隧道地震灾害出发,分析了隧道震害影响因素,然后进行地震波合理选取及数值理论分析的工作,基于上述研究以汶马高速公路赶羊沟隧道为工程背景,开展了高烈度地震区隧道动力特性研究,并对两种抗震减震措施进行研究。具体的研究内容如下:1.通过查阅国内外地震灾害,结合汶川地震后的最新研究成果,总结隧道地震灾害的主要类型,研究隧道地震灾害的影响因素,提出了降低山岭隧道震害的对称建议。2.根据赶羊沟隧道工程实例,利用Midas/GTS有限元分析软件建立三维数值模型,进行了从不同方向激入汶川卧龙波的动力数值模拟分析,研究隧道衬砌结构的位移、速度、加速度以及应力和内力的动力响应特性。研究发现,不同方向激入地震波隧道衬砌动力响应存在差异,水平横向激入地震波地震动力响应大于水平纵向和竖向,在抗震设计过程中必须高度注意,同时洞口偏压对隧道衬砌结构影响很大。3.研究隧道衬砌结构在水平横向地震波作用下,采用全环注浆加固和设置减震层的抗震措施,分析了不同注浆加固区范围和不同减震层对隧道衬砌结构的抗震减震效果,提出了在该工程实际下的建议采用的注浆加固范围和减震层参数。最后总结了本文的研究成果,提出了研究的不足和局限性以及未来的研究方向。
[Abstract]:A magnitude 8.0 earthquake occurred in Wenchuan on May 12, 2008. The earthquake caused serious damage to roads, bridges, tunnels and other infrastructure, resulting in huge casualties and economic losses. At the same time, with the continuous development of the western construction, a large number of mountain tunnels pass through the fractured surrounding rock areas with complex geological conditions, many of which are located in high-intensity seismic areas. Therefore, it is not only of great economic significance to study the seismic dynamic response of tunnels in high intensity earthquake areas, but also to put forward targeted seismic and seismic mitigation measures for the design and construction of new tunnels. It is also of profound social significance. Based on the investigation and investigation of tunnel earthquake disasters, this paper analyzes the influencing factors of tunnel earthquake damage, and then carries out the work of reasonably selecting seismic waves and analyzing the numerical theory. Based on the above research, the dynamic characteristics of the tunnel in the high intensity earthquake area are studied, and two kinds of seismic and seismic mitigation measures are studied in the context of the Gaoyanggou Tunnel of Wenma Expressway. The specific research contents are as follows: 1. By consulting the domestic and foreign earthquake disasters, combining with the latest research results after Wenchuan earthquake, this paper summarizes the main types of tunnel earthquake disasters, studies the influencing factors of tunnel earthquake disasters, and puts forward some symmetrical suggestions for reducing the earthquake damage of mountain tunnels. 2. Based on the practical example of Gaoyanggou tunnel project, the three-dimensional numerical model was established by using Midas/GTS finite element analysis software, and the dynamic numerical simulation of the Wolong wave excited into Wenchuan from different directions was carried out, and the displacement and velocity of tunnel lining structure were studied. The dynamic response characteristics of acceleration, stress and internal force. It is found that the dynamic response of tunnel lining is different in different directions, and the seismic dynamic response of horizontal lateral seismic wave is greater than that of horizontal longitudinal and vertical, so attention should be paid to it in the course of seismic design. At the same time, the tunnel opening bias has a great influence on the tunnel lining structure. In this paper, under the action of horizontal transverse seismic wave, the anti-seismic effect of different grouting areas and different damping layers on the tunnel lining structure is analyzed by using the anti-seismic measures of the whole ring grouting reinforcement and the setting of the damping layer. The range of grouting reinforcement and the parameters of damping layer are proposed. Finally, this paper summarizes the research results, puts forward the shortcomings and limitations of the research and the future research direction.
【学位授予单位】:兰州交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U451.4

【参考文献】

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本文编号:2337008

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