考虑行波效应的大口径盾构隧道纵向抗震性能研究
发布时间：2021-01-19 03:23
地下结构特别是隧道工程,一旦受到地震破坏,不但使地下交通陷入瘫痪,还可能导致地面塌陷,严重影响地上交通和建筑物的安全。为确保盾构隧道在地震作用下具有足够的安全性,预先进行地震反应分析具有工程意义。本文以某大口径盾构隧道工程为背景,基于非线性分析软件TDAPIII建立纵向等效连续化有限元模型,利用管片和环间接头串联和协同变形的原理,将隧道的一个管片环作为等效刚度梁进行简化,基于反应位移法在地基弹簧的远端施加强制位移,考虑行波效应影响分析盾构隧道纵向在地震作用下的内力和变形,采用3波平均响应值对盾构隧道的性能指标进行评估。主要工作和结论如下:（1）明确等效连续化模型和TDAPIII有限元软件在盾构隧道建模时的适用性后,通过对比多种拟静力分析方法,确定将反应位移法和TDAPIII有限元软件相结合。基于反应位移法建立简化的纵向等效连续化模型,包括地基弹簧模拟土-结构相互作用、等效刚度梁模拟管片、等效弹簧模拟管环间连接螺栓。（2）采用纵向和横向2个方向加载,考虑有、无行波效应分别施加强制位移,同时结合地基土的复杂性和隧道结构的不对称性,每个方向又分左→右和右→左两种输入方式。比较分析各种情况下的...
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国大陆地震分区图
图 1.2 技术路线流程图1.4 论文构成本文由以下五章构成。第一章，绪论。简述研究背景和意义，阐明国内外关于地下结构不同抗震分析方法的研究现状，并阐述盾构隧道纵向简化模型和考虑行波效应时计算分析的研究进展情况，提出本研究关注的关键问题以及研究内容。第二章，基于反应位移法的盾构隧道纵向抗震分析技术。明确盾构隧道的抗震性能要求和抗震设计流程的基础上，先分析反应位移法的适用性以及在抗震分析中的具体应用和内力计算，并说明分析中所涉及的土-结构共同作用弹簧、等效刚度理论等，通过分析 SHAKE 软件和 TDAPIII 软件的理论实质，说明将反应位移法和该有限元软件相结合进行建模分析的合理性。第三章，有、无行波效应的盾构隧道纵向抗震分析。以某盾构隧道工程为背
图 2.1 简谐波作用下的土体位移如图 2.1 所示，假定地震时的地基土体位移是正弦波，振幅GV ，波长 L，与隧道轴线的夹分布角为 向前传播，Z,X 方向的地基位移采用下式计算[52]：)2)sin(2cos(2(,)2LxHzUxzSTGVS (2.1)式中：GU —Z,X 方向的地基位移（m）ST —表层地基的固有周期（s）VS —速度响应谱（m/s）H —表层地基的厚度（m）z —隧道断面中心的深度（m）x—沿隧道轴向的坐标
【参考文献】：
期刊论文
[1]圣维南原理的有限元模拟[J]. 滕振超. 价值工程. 2018(24)
[2]考虑地震动空间变异性的沉管隧道纵向动力响应分析[J]. 陈之毅,曹光晔. 结构工程师. 2018(S1)
[3]考虑行波效应的沉管隧道抗震性能:振动台阵试验研究[J]. 张学明,闫维明,陈彦江,陈适才,陈红娟. 振动与冲击. 2018(02)
[4]地震动非一致性对隧道动力响应的影响分析[J]. 周云东,上官子恒,褚飞飞,吴勇信. 地震工程学报. 2017(01)
[5]非均匀地层盾构隧道纵向抗震分析[J]. 王维,何川,耿萍,张景,何悦. 现代隧道技术. 2016(06)
[6]基于TDAP软件的既有水管桥抗震性能分析[J]. 毕继红,仝肖言,关健. 特种结构. 2015(01)
[7]行波激励下隧道洞口抗震设防长度研究[J]. 陆涛,贾佳欣,袁松. 四川建筑. 2014(03)
[8]A structural health assessment method for shield tunnels based on torsional wave speed[J]. ZHOU Biao,XIE XiongYao,LI YongSheng. Science China（Technological Sciences）. 2014(06)
[9]盾构隧道纵向地震响应分析[J]. 耿萍,何川,晏启祥. 西南交通大学学报. 2007(03)
[10]输水隧道在行波激励下的三维地震反应分析[J]. 刘金云,陈健云,胡志强. 防灾减灾工程学报. 2007(01)
博士论文
[1]固体中弹性波传播的偶应力效应[D]. 王长达.北京科技大学 2018
[2]地下结构实用抗震分析方法及性能指标研究[D]. 王文晖.清华大学 2013
[3]盾构隧道地震响应分析及抗减震措施研究[D]. 孔戈.同济大学 2007
硕士论文
[1]高烈度区行波效应下盾构隧道动力响应分析[D]. 李丞文.云南大学 2016
[2]基于反应位移法的盾构及开挖隧道纵向地震反应分析[D]. 周飞飞.青岛理工大学 2015
[3]考虑行波效应及土层非均质性的隧道纵向反应分析[D]. 越潇.中国地震局工程力学研究所 2015
[4]基于不同地质条件的开挖隧道横断面地震响应分析研究[D]. 王宝瑞.青岛理工大学 2014
[5]盾构隧道等效建模方法及地震响应分析[D]. 王飞.上海交通大学 2012
[6]高烈度地震区行波效应下断层对隧道的动力影响和加固措施研究[D]. 李旭升.西南交通大学 2010
[7]高烈度区行波激励下隧道动力响应规律的研究[D]. 贾佳欣.西南交通大学 2010
[8]采用纵向等效连续化模型的盾构隧道纵向抗震分析[D]. 苏彦.北京交通大学 2009
[9]地震作用下地下结构横向应变传递研究[D]. 张建毅.中国地震局工程力学研究所 2008
本文编号：2986236
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国大陆地震分区图
图 1.2 技术路线流程图1.4 论文构成本文由以下五章构成。第一章，绪论。简述研究背景和意义，阐明国内外关于地下结构不同抗震分析方法的研究现状，并阐述盾构隧道纵向简化模型和考虑行波效应时计算分析的研究进展情况，提出本研究关注的关键问题以及研究内容。第二章，基于反应位移法的盾构隧道纵向抗震分析技术。明确盾构隧道的抗震性能要求和抗震设计流程的基础上，先分析反应位移法的适用性以及在抗震分析中的具体应用和内力计算，并说明分析中所涉及的土-结构共同作用弹簧、等效刚度理论等，通过分析 SHAKE 软件和 TDAPIII 软件的理论实质，说明将反应位移法和该有限元软件相结合进行建模分析的合理性。第三章，有、无行波效应的盾构隧道纵向抗震分析。以某盾构隧道工程为背
图 2.1 简谐波作用下的土体位移如图 2.1 所示，假定地震时的地基土体位移是正弦波，振幅GV ，波长 L，与隧道轴线的夹分布角为 向前传播，Z,X 方向的地基位移采用下式计算[52]：)2)sin(2cos(2(,)2LxHzUxzSTGVS (2.1)式中：GU —Z,X 方向的地基位移（m）ST —表层地基的固有周期（s）VS —速度响应谱（m/s）H —表层地基的厚度（m）z —隧道断面中心的深度（m）x—沿隧道轴向的坐标
【参考文献】：
期刊论文
[1]圣维南原理的有限元模拟[J]. 滕振超. 价值工程. 2018(24)
[2]考虑地震动空间变异性的沉管隧道纵向动力响应分析[J]. 陈之毅,曹光晔. 结构工程师. 2018(S1)
[3]考虑行波效应的沉管隧道抗震性能:振动台阵试验研究[J]. 张学明,闫维明,陈彦江,陈适才,陈红娟. 振动与冲击. 2018(02)
[4]地震动非一致性对隧道动力响应的影响分析[J]. 周云东,上官子恒,褚飞飞,吴勇信. 地震工程学报. 2017(01)
[5]非均匀地层盾构隧道纵向抗震分析[J]. 王维,何川,耿萍,张景,何悦. 现代隧道技术. 2016(06)
[6]基于TDAP软件的既有水管桥抗震性能分析[J]. 毕继红,仝肖言,关健. 特种结构. 2015(01)
[7]行波激励下隧道洞口抗震设防长度研究[J]. 陆涛,贾佳欣,袁松. 四川建筑. 2014(03)
[8]A structural health assessment method for shield tunnels based on torsional wave speed[J]. ZHOU Biao,XIE XiongYao,LI YongSheng. Science China（Technological Sciences）. 2014(06)
[9]盾构隧道纵向地震响应分析[J]. 耿萍,何川,晏启祥. 西南交通大学学报. 2007(03)
[10]输水隧道在行波激励下的三维地震反应分析[J]. 刘金云,陈健云,胡志强. 防灾减灾工程学报. 2007(01)
博士论文
[1]固体中弹性波传播的偶应力效应[D]. 王长达.北京科技大学 2018
[2]地下结构实用抗震分析方法及性能指标研究[D]. 王文晖.清华大学 2013
[3]盾构隧道地震响应分析及抗减震措施研究[D]. 孔戈.同济大学 2007
硕士论文
[1]高烈度区行波效应下盾构隧道动力响应分析[D]. 李丞文.云南大学 2016
[2]基于反应位移法的盾构及开挖隧道纵向地震反应分析[D]. 周飞飞.青岛理工大学 2015
[3]考虑行波效应及土层非均质性的隧道纵向反应分析[D]. 越潇.中国地震局工程力学研究所 2015
[4]基于不同地质条件的开挖隧道横断面地震响应分析研究[D]. 王宝瑞.青岛理工大学 2014
[5]盾构隧道等效建模方法及地震响应分析[D]. 王飞.上海交通大学 2012
[6]高烈度地震区行波效应下断层对隧道的动力影响和加固措施研究[D]. 李旭升.西南交通大学 2010
[7]高烈度区行波激励下隧道动力响应规律的研究[D]. 贾佳欣.西南交通大学 2010
[8]采用纵向等效连续化模型的盾构隧道纵向抗震分析[D]. 苏彦.北京交通大学 2009
[9]地震作用下地下结构横向应变传递研究[D]. 张建毅.中国地震局工程力学研究所 2008
本文编号：2986236
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