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近断层脉冲型地震动下隧道动力响应规律研究

发布时间:2018-05-10 08:04

  本文选题:近断层地震动 + 方案设计 ; 参考:《重庆交通大学》2014年硕士论文


【摘要】:近二十年来,随着多次大地震的发生,造成了大量地下结构的严重破坏和财产损失,而其中近断层区往往是地震破坏最严重的区域。我国国内的地震带及地震断层众多,很多城市就临近于断层或就在地震带中,—些大型工程结构也常横跨断裂层。因此,迫切需要对近断层隧道抗减震理论进行研究,并建立相应的抗减震措施,指导工程实践。 本文主要通过分析物理模型试验结果数据(包括隧道以及地表仰坡的加速度频谱特性以及峰值大小、衬砌主应变、位移最大值、围岩土压力等指标)研究了地震动作用下隧道的动力响应规律,并结合数值模拟手段进行了验证。 本文所做的主要工作如下: ①通过相似材料配比试验得到了模型适用的围岩和隧道衬砌材料,并完成了试验方案的设计,包括模型制作、测点布置、地震波的选取、加载方案设计、数据采集等主要内容; ②进行了振动台模型试验,通过对隧道洞口段试验数据的分析,得出了以下结论:对于隧道结构来说,横断面的设计上拱顶位置应为抗震设防的重点部位,沿纵断面方向,整个浅埋区域也需要重点设防,特别需要注意的是洞口位置:边坡较高位置处由于地震放大效应,也应考虑设防。 ③通过ANSYS进行了数值模拟分析,并经与物理模型试验结果对比可知,隧道衬砌的加速度峰值、应力(应变)、最大位移值等指标表现出与模型试验结果相似的变化规律,也验证了振动台模型试验结果的正确性。
[Abstract]:In the past twenty years, with the occurrence of many large earthquakes, a large number of underground structures have been seriously damaged and property losses have been caused, among which the near fault area is often the most seriously damaged area. There are many seismic zones and faults in our country, many cities are near the fault or in the seismic zone, some large engineering structures often cross the fault layer. Therefore, there is an urgent need to study the theory of earthquake resistance of near-fault tunnels, and to establish the corresponding anti-seismic measures to guide engineering practice. In this paper, we analyze the data of physical model test (including the acceleration spectrum and peak value of tunnel and surface slope, the maximum value of lining principal strain and displacement). The dynamic response of tunnel under ground motion is studied and verified by numerical simulation. The main work of this paper is as follows: The main contents of this paper are as follows: (1) the wall rock and tunnel lining materials suitable for the model are obtained by the similar material matching test, and the design of the test scheme is completed, including the model making, the layout of the measuring points, the selection of seismic wave, the design of the loading scheme, the data acquisition and so on; (2) the shaking table model test is carried out. By analyzing the test data of the tunnel opening section, the following conclusions are drawn: for the tunnel structure, the arch top position on the cross section design should be the key position of seismic fortification, along the longitudinal section direction. The whole shallow buried area also needs to be fortified, especially the hole position: because of the effect of earthquake amplification, it should also be taken into account at the higher position of the slope. (3) the numerical simulation analysis was carried out by ANSYS, and compared with the results of the physical model test, it can be seen that the acceleration peak, the stress (strain) and the maximum displacement of the tunnel lining show a similar change law to the model test results. The correctness of the shaking table model test results is also verified.
【学位授予单位】:重庆交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U452.28

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本文编号:1868506

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