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不同截面形状隧道静—动力特征研究

发布时间:2018-05-23 07:06

  本文选题:不同形状隧道 + 埋深 ; 参考:《中国地震局工程力学研究所》2014年硕士论文


【摘要】:随着经济的发展,高速铁路、城市地铁、城市地下空间开发等正如火如荼的在中国大地上展开。在这些工程中隧道都是很重要甚至是主要的结构形式,因此研究不同截面形状隧道的静-动力特征有很大的现实意义。本文选取圆形隧道、正方形隧道、直墙拱形隧道、马蹄形隧道进行研究。主要工作内容如下: 1.验证FLAC2D和SAP84在地下结构静力计算中误差。 分别用FLAC2D和SAP84模拟一个有静力解析解的隧道问题,然后通过和解析解对比验证FLAC2D和SAP84在地下结构静力计算中的误差,并最终确定用FLAC2D来进行静力和动力计算。 2.静力特征分析 以FLAC2D为工具,,土体分别采用塑性本构和弹性本构,完成了四种形状隧道在六种顶面埋深工况下的静力计算分析。对塑性本构工况,分析了四种形状隧道的静力分布规律,并进行了沿深度变化的对比分析;同时验证了SAP84在地下结构静力设计中的保守程度。对弹性工况,研究了不同形状隧道静内力随顶面埋深和围岩剪切波速的变化规律及不同形状隧道间静内力的大小关系。 3.动力特征分析 基于FLAC2D完成了弹性本构下四种形状隧道的动力分析,研究了地震动频谱特性、顶面埋深、围岩剪切波速等对四种形状隧道的动力特征的影响。在研究过程中除了研究动最大内力的变化特征,还分析了结构上各节点动应力相对增量变化情况,得出了一些有益的结论。
[Abstract]:With the development of economy, the high speed railway, urban subway, and the development of urban underground space are in full swing on the land of China. In these projects, the tunnel is very important or even the main structure form. Therefore, it is of great practical significance to study the static and dynamic characteristics of the tunnel with different cross-section shape. A tunnel with a straight wall and an arch tunnel with a horseshoe shaped tunnel is studied. The main contents are as follows:
1. verify the error of FLAC2D and SAP84 in static calculation of underground structures.
FLAC2D and SAP84 are used to simulate a tunnel problem with static analytic solutions, and then the error of FLAC2D and SAP84 in the static calculation of underground structures is verified by comparison with analytical solutions. Finally, the static and dynamic calculation of the static and dynamic conditions of FLAC2D is determined.
2. static characteristic analysis
The static calculation and analysis of four types of tunnel under six kinds of top surface are completed with FLAC2D as a tool. The static distribution law of four types of tunnels is analyzed in the plastic constitutive conditions, and the contrast analysis is carried out along the depth of the tunnel. At the same time, it is proved that the SAP84 is static in the underground structure. In the elastic design, the variation of the static internal force with the top surface and the shear wave velocity of the surrounding rock and the relation between the static internal force between different shapes and the different shapes of the tunnel are studied for the elastic conditions.
3. dynamic characteristics analysis
Based on FLAC2D, the dynamic analysis of four types of tunnel with elastic constitutive is completed. The influence of the frequency characteristics of ground motion, the depth of the top surface and the shear wave velocity of the surrounding rock on the dynamic characteristics of the four shapes of tunnel are studied. In the course of the study, the variation of the maximum dynamic internal force is studied, and the relative incremental changes of the dynamic stress of each node are also analyzed. Some useful conclusions are drawn.
【学位授予单位】:中国地震局工程力学研究所
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U451

【参考文献】

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本文编号:1923749

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