断层作用下跨断层海底隧道的数值模拟与分析

发布时间：2021-07-03 19:30

　　海底隧道作为地下生命线工程的一种,具有较强的抗破坏能力和抗震性能,其运营特点是可全天候运营不受恶劣天气的影响,建成后对海洋生态环境的影响和破坏程度小,有利于生态经济的可持续发展,因此,海底隧道一般作为跨海通道建设的优选方案。但由于沿海地区多是断层活跃区,海底隧道的选线会不可避免地穿越断层带,断层活动必然对海底隧道结构的安全造成一定程度的威胁。纵观国内外对跨断层海底隧道的研究,大都局限在具体地区的具体工程,而相关规范对此类工况考虑不足,所以跨断层海底隧道在断层作用下的响应分析亟待做出进一步研究和补充。本文通过利用ABAQUS有限元分析软件并结合必要的相关分析计算理论对跨断层海底隧道在断层错动作用下的响应进行了数值模拟与分析,并为海底隧道工程的设计与建设提供参考,本文研究的主要内容有:（1）对处于复杂环境与荷载工况下的海底隧道进行合理的模型简化和基本假设,把钢筋混凝土衬砌结构等效为均质的等效材料,在混凝土塑性损伤模型的理论基础上给出钢筋混凝土衬砌结构等效后的本构模型,引入无限元方法理论,并在此基础上利用ABAQUS建立跨越断层活动带的隧道的有限元分析模型,完成对有限元分析模型的合理性验证。... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

全球地震活动分布示意图

e) 日本伊豆地震造成衬砌破坏和铁轨弯曲变形图 1-2 隧道震后破坏 国内外研究现状及分析跨断层海底隧道在地震作用下造成破坏的原因主要表现为地震动引坏和断层活动引起的错动破坏。由地震波引起的振动性破坏称为抗震波传递过程中，隧道结构随同自由场岩土介质运动，动应力相对较坏的程度小，这方面的问题各国制定的抗震规范中对不同地区进行区域划分并在运用到设计中时考虑了地震荷载的影响。由地震发生引起的变形是各国规范中常常被忽略的问题，海底隧道处于深埋状况下，断层活动引起的错动变形比振动性破坏严重的多。与陆域环海底隧道在海洋环境下受力更加复杂，承受荷载包括有效覆盖层荷荷载；海底地质条件复杂，岩体为裂缝饱和介质，海底土层为多孔由于复杂多变的环境荷载参数，即使在相同的断层和相同的地震环所表现出的力学响应也会存在显著差别。目前针对隧道在地震作用应分析和结构安全设计的研究主要集中在城市地下隧道和陆地山岭

把减震层设置在隧道支护体系内的减震模型，并分析讨论了改变入频率和减震层相关参数时，隧道结构减震层的减震效果的变化[51]利用跨断层隧道振动台模拟试验（图 1-3b），对跨断层隧道衬分析了隧道衬砌的破坏形态和破坏过程，并分析了设置减震层对减震效果。

【参考文献】：
期刊论文
[1]正断层下隧道结构受力特征及设防长度研究[J]. 张伟喜,孙飞,张志强.  路基工程. 2017(04)
[2]世界各国海底隧道盘点 滔滔沧海变通途[J]. 王楠楠.  交通建设与管理. 2017(04)
[3]浅谈我国跨海交通建设[J]. 刘子靖.  管理观察. 2016(34)
[4]加快推进渤海海峡跨海通道工程的规划及建设[J]. 刘良忠,柳新华.  科技导报. 2016(21)
[5]修正的钢筋混凝土等效材料塑性损伤本构模型及其在抗震分析中的应用[J]. 骈超,刘柱,陶云芳,路国运.  建筑结构. 2015(08)
[6]跨断层隧道振动台模型试验研究Ⅱ:试验成果分析[J]. 王峥峥,李斌,高波,朱长安,林国进.  现代隧道技术. 2014(03)
[7]渤海海峡跨海通道战略规划研究[J]. 王梦恕.  中国工程科学. 2013(12)
[8]渤海海峡跨海隧道方案研究[J]. 谭忠盛,王梦恕.  中国工程科学. 2013(12)
[9]渤海海峡跨海通道桥隧方案比选研究[J]. 宋克志.  中国工程科学. 2013(12)
[10]静、动水压力条件下海底隧道地震反应特性分析[J]. 刘勇,陈国兴,孔梦云.  岩土工程学报. 2013(S2)

硕士论文
[1]粘弹性界面对隧道动态响应的影响[D]. 靳贺欣.石家庄铁道大学 2017
[2]沉管隧道抗震数值分析[D]. 陈贵红.西南交通大学 2002



本文编号：3263207