黄土隧道洞口段静力和地震动力响应特征研究

发布时间：2023-04-12 01:30

　　随着国家“一带一路”战略的稳步推进,中国西部地区的基础设施建设也在如火如荼的进行,目前我国在西部黄土地区已新建了大量的铁路、公路工程,极大的推动了当地的经济发展。在西部山区修建高铁时,为确保高铁的高顺直性,将不可避免的修建大量桥梁与隧道工程。但在路线进行纵断面设计时隧道的进洞高程一直以来是一个容易被忽略的问题。隧道以多少倍的坡高进洞能够最大程度的抵御隧道洞口段的地震破坏是一个亟待解决的问题。本文以30°的黄土边坡为研究对象,首先采用Midas GTS/NX有限元软件建立隧道在坡脚、0.3H(坡高)高程和0.6H(坡高)高程进洞时的数值计算模型,完成了隧道静力开挖分析以及地震动力响应分析。同时,依托兰州地震局的振动台完成了典型工况的振动台模型试验。研究结果表明:(1)在静力计算方面:进洞高程的改变对二衬位移数值大小的影响并不明显,在某一进洞高程情况下二衬大主应力数值在不同的隧道监测断面内相差不大。(2)隧道进洞高程的不同对于开挖引起的围岩竖向沉降位移影响较大,坡脚进洞时围岩竖向位移最大,0.6H(坡高)高程进洞时最小;但进洞高程的改变对隧道二衬最大位移数值的影响较小。(3)在动力计算方面...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 理论分析
        1.2.2 原位观测
        1.2.3 试验研究
        1.2.4 数值模拟
        1.2.5 隧道减震措施研究进展
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线图
2 不同进洞高程隧道洞口段静动应力特征分析
    2.1 确定参数与建立模型
        2.1.1 数值计算主要内容
        2.1.2 确定模型参数
        2.1.3 建立计算模型
        2.1.4 地震波选取
    2.2 隧道洞口段静力开挖分析
        2.2.1 隧道开挖方式
        2.2.2 位移分析
        2.2.3 二衬大主应力分析
    2.3 隧道洞口段动力响应分析
        2.3.1 坡面位移分析
        2.3.2 坡面加速度响应分析
        2.3.3 二衬位移分析
        2.3.4 二衬内力响应分析
        2.3.5 坡面静、动位移对比
        2.3.6 二衬静、动位移对比
        2.3.7 二衬静、动应力对比
    2.4 本章小结
3 振动台模型试验
    3.1 试验设备与模型箱设计
        3.1.1 振动台技术参数
        3.1.2 试验模型箱设计
    3.2 围岩相似材料设计
        3.2.1 相似理论介绍
        3.2.2 围岩相似材料
        3.2.3 隧道模型制作
        3.2.4 模型填筑
    3.3 量测系统
        3.3.1 加速度计及土压力盒布置
        3.3.2 应变片布置
        3.3.3 数据采集装置
    3.4 模型加载方案
    3.5 模型变形破坏特征
    3.6 本章小结
4 模型试验结果分析
    4.1 加速度分析
    4.2 动土压力
    4.3 隧道应力
    4.4 模型土体动力特性分析
    4.5 模型试验与数值计算对比分析
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间的研究成果



本文编号：3790150