浅埋偏压小净距隧道地震动力响应规律与减震措施研究

发布时间：2021-04-24 01:09

　　小净距隧道是介于普通分离式隧道与连拱隧道的一种新型隧道结构形式,在一定程度上能够较好地满足特殊的地质地形条件和线路走向控制的要求,有利于公路整体线形规划和优化,具有显著的经济、社会和环境效应。在隧道工程的建设中通常受地质构造、环境条件及工程成本等客观条件限制,不可避免的会出现浅埋偏压的情况。近些年,全球发生了多起震害,对地下工程造成了较大的损坏,隧道抗震逐渐得到人们的重视。目前,现有文献中对于小净距隧道抗震研究尚且不足且不够深入。因此,研究浅埋偏压小净距隧道的加速度与应变响应规律和傅氏谱与主频率变化规律,并提出有效的减震措施,对拟建该类型隧道选址、设计、施工具有重要的现实意义。依托国家自然科学基金项目“含地下洞室（群）岩石边坡地震灾变行为与抗震性能评价”（编号:51204215）,设计并开展了一系列浅埋偏压小净距隧道的大型振动台试验。采用MIDAS-NX有限元软件建立了浅埋偏压小净距隧道的三维数值模型,并通过振动台试验结果验证了三维数值模型计算结果的可靠性,进一步开展了不同边坡倾角、不同净距、不同加载方式、不同围岩类型下的隧道衬砌剪力响应与隧道减震措施研究。主要研究内容与结论如下:（1... 

【文章来源】：中南林业科技大学湖南省

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 选题背景及意义
    1.2 典型地下结构震害实例
    1.3 地下结构抗震研究历程
    1.4 地下结构研究方法
        1.4.1 原型观测
        1.4.2 理论分析
        1.4.3 模型试验
        1.4.4 数值模拟
    1.5 主要研究内容
    1.6 技术路线
2 浅埋偏压小净距隧道振动台试验设计
    2.1 振动台试验概述
    2.2 浅埋偏压小净距隧道的判定
        2.2.1 浅埋隧道的判定
        2.2.2 偏压隧道的判定
        2.2.3 小净距隧道的判定
    2.3 模型试验相似理论
        2.3.1 相似理论
        2.3.2 模型相似关系设计
        2.3.3 模型相似常数
    2.4 试验设备与测试元件
        2.4.1 振动台系统
        2.4.2 传感器与测点的布置
    2.5 试验模型设计与制作
        2.5.1 模型箱设计
        2.5.2 模型箱边界处理
        2.5.3 隧道物理模型制作
    2.6 地震波的选取及加载方案
        2.6.1 地震波选取
        2.6.2 振动台试验加载方案
    2.7 本章小结
3 浅埋偏压小净距隧道振动台试验结果分析
    3.1 浅埋偏压小净距隧道衬砌加速度动力响应
        3.1.1 隧道衬砌水平加速度响应规律
        3.1.2 隧道衬砌竖直加速度响应规律
    3.2 浅埋偏压小净距隧道衬砌动应变响应
        3.2.1 隧道衬砌拉应变响应规律
        3.2.2 隧道衬砌压应变响应规律
    3.3 浅埋偏压小净距隧道锚杆动应变响应
        3.3.1 不同激振峰值作用下锚杆动应变响应规律
        3.3.2 不同测点锚杆动应变响应规律
    3.4 傅氏谱与主频率分析
        3.4.1 测点傅氏谱分析
        3.4.2 主频率分析
    3.5 本章小结
4 地下结构动力有限元分析理论
    4.1 MIDAS-NX简介
    4.2 动力分析理论
        4.2.1 特征值分析
        4.2.2 阻尼
        4.2.3 时程分析
    4.3 MIDAS-NX分析计算流程
    4.4 本章小结
5 浅埋偏压小净距隧道参数敏感度研究
    5.1 振动台试验与数值模拟相互对比验证
    5.2 不同边坡倾角下隧道衬砌剪力分析
    5.3 不同净距下隧道衬砌剪力分析
    5.4 不同加载方式下隧道衬砌剪力分析
    5.5 不同围岩类型下隧道衬砌剪力分析
    5.6 本章小结
6 浅埋偏压小净距隧道减震措施研究
    6.1 隧道减震方法与措施
    6.2 减震层减震效果分析
    6.3 抗震缝减震效果分析
    6.4 减震层+抗震缝减震效果分析
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
附录表A （攻读学位期间取得的学术成果）
致谢



本文编号：3156386