基于pushover法地铁盾构隧道抗震弹塑性分析及性能指标研究

发布时间：2017-05-14 05:12

  本文关键词：基于pushover法地铁盾构隧道抗震弹塑性分析及性能指标研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着国家经济建设的持续发展,城市地铁建设在不断涌现。工程的存在必然要考虑结构的安全性及耐久性,尤其是突发的地震对结构的破坏作用。倘若城市地铁遭遇破坏,造成的不单是结构性能的损失,更重要的是人民的生命安全和巨大的经济损失。现在抗震设计理念不再局限于结构具有多强的承载能力,而要考虑多种因素,因此,基于性能的抗震设计方法越来越受到关注。本文依托厦门地铁,针对地铁建设常采用的盾构隧道的抗震性能进行弹塑性分析,并就盾构隧道不同抗震性能水平进行了定性描述,最后给出相应的性能量化指标,论文主要工作如下：(1)选择弹塑性动力时程法和pushover法对工程实例进行横断面内力抗震计算,以动力时程法计算结果为基准,对比分析两种不同计算方法所得结果的差异性,即研究pushover法在盾构隧道抗震分析中适用性；(2)依托厦门地铁研究盾构隧道衬砌的地震响应,以及实际工程中不同因素对管片进入塑性阶段后内力及变形规律的影响；(3)初步提出适用于盾构隧道的性能水平量化指标：首先分析盾构隧道在地震作用下的破坏机理,总结盾构隧道的破坏模式,然后基于隧道破坏模式,结合盾构隧道的性能水平划分方式提出合适的性能量化指标；(4)针对圆形盾构隧道不同性能状态下的性能量化指标进行数值计算并统计分析,初步给出适用于圆形盾构隧道的性能量化指标控制值。
【关键词】：地铁盾构隧道 弹塑性分析 性能抗震 性能量化指标
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.43
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 研究现状14-18
• 1.2.1 性能抗震设计14-16
• 1.2.2 结构弹塑性分析16-18
• 1.3 研究内容18-20
• 1.3.1 依托项目18
• 1.3.2 研究目的与内容18-19
• 1.3.3 研究方法与技术路线19-20
• 第2章 盾构隧道抗震设计理论基础20-31
• 2.1 基于性能抗震设计理论20-21
• 2.1.1 性能抗震设计定义20-21
• 2.1.2 性能抗震设计方法21
• 2.2 地下结构抗震分析理论21-29
• 2.2.1 地下结构抗震分析方法21-27
• 2.2.2 盾构隧道有限元计算模型27-29
• 2.3 本章小结29-31
• 第3章 盾构隧道pushover法适用性分析31-53
• 3.1 混凝土塑性损伤理论31-36
• 3.1.1 本构关系31-32
• 3.1.2 损伤和刚度退化32-34
• 3.1.3 损伤因子计算34-36
• 3.2 pushover法数值分析36-46
• 3.2.1 计算模型与参数选取36-39
• 3.2.2 地震波选取与处理39-43
• 3.2.3 水平荷载分布形式43-44
• 3.2.4 目标位移确定44-45
• 3.2.5 pushover分析45-46
• 3.3 弹塑性动力时程法数值分析46-49
• 3.3.1 计算模型与参数选取46
• 3.3.2 动力边界与接触问题46-48
• 3.3.3 重力作用的考虑48
• 3.3.4 动力时程分析48-49
• 3.4 两种方法计算结果对比分析49-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第4章 盾构隧道横向地震响应分析53-71
• 4.1 钢筋混凝土材料模型53-54
• 4.1.1 钢筋混凝土模拟单元53
• 4.1.2 钢筋混凝土模型的实现53-54
• 4.2 计算模型与参数选取54-55
• 4.3 数值分析55-69
• 4.3.1 埋深对隧道地震响应影响55-62
• 4.3.2 土层刚度对隧道地震响应影响62
• 4.3.3 材料参数对隧道地震响应影响62-64
• 4.3.4 偏压对隧道地震响应影响64-67
• 4.3.5 隧道外径对地震响应影响67-69
• 4.4 本章小结69-71
• 第5章 圆形盾构隧道抗震性能指标研究71-100
• 5.1 引言71
• 5.2 盾构隧道破坏模式71-80
• 5.2.1 计算模型与参数选取71-73
• 5.2.2 盾构隧道pushover分析73-79
• 5.2.3 盾构隧道破坏模式总结79-80
• 5.3 圆形盾构隧道结构性能指标的量化80-98
• 5.3.1 性能水平80
• 5.3.2 性能水平划分80-82
• 5.3.3 性能指标选取82-85
• 5.3.4 数值模拟分析85-93
• 5.3.5 圆形盾构隧道倾斜角度控制值93-94
• 5.3.6 考虑接头情况倾斜角度分析94-98
• 5.4 本章小结98-100
• 第6章 结论与展望100-103
• 6.1 结论100-102
• 6.1.1 pushover法适用性分析100
• 6.1.2 盾构隧道抗震弹塑性分析100-101
• 6.1.3 盾构隧道抗震性能指标研究101-102
• 6.2 展望102-103
• 致谢103-104
• 参考文献104-110
• 攻读硕士期间参加科研项目110

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本文编号：364355