山岭隧道立体交叉段地震动力响应研究

发布时间：2017-05-07 13:11

  本文关键词：山岭隧道立体交叉段地震动力响应研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统思维认为隧道结构受到结构周围土层约束,不需要考虑结构抗震问题。但在世界范围历次大地震中,地下结构往往会发生不同程度的破坏,隧道工程的抗震问题开始逐渐引起研究人员的重视。山岭隧道立体交叉段在空间结构形式上较常规隧道更加复杂,对交叉段地震动力响应进行研究,无疑会增强我们对交叉区段面临地震作用下的稳定性和安全性的认识,具有一定的科学研究意义。论文针对柴家营双线公路隧道近接下穿既有成昆铁路隧道工程的复杂性,进行近接交叉段地震动力响应分析。研究不同公路隧道水平净距、公铁隧道竖向净距、地震波激励方向、相关抗减震措施对交叉区应力和位移峰值的影响,以期为类似工程提供抗震设防参考。研究结果表明：(1)水平净距的增大有利于降低公路隧道Mises应力值,对铁路隧道动力响应也有一定影响；竖向净距的增大会大幅度增加公路隧道Mises应力,铁路隧道动力响应也会发生变化；公路隧道位移随净距变化较小,铁路隧道位移基本不受变化;(2)地震波激励方向会对交叉区动力响应产生明显影响,主要表现为xyz三方向共同作用时隧道结构位移和受力最不利,y方向单独作用时隧道所受影响最小,位移值为xyz共同作用的1/10；(3)设置减震层对公路隧道减震效果明显,会大幅度降低Mises应力值,但位移值被稍微放大,减震效果与减震层厚度和刚度比相关。减震层设置会对铁路隧道造成不利影响,影响程度与减震层参数有关；(4)设置加固圈会对公路隧道起到抗震作用,但应力降低效果不如减震层明显,且应力变化沿隧道纵向分布不均,抗震效果与加固圈厚度和强度相关。设置加固圈同样会影响到铁路隧道,但不利影响要弱于设置减震层。
【关键词】：公路隧道 交叉段 抗减震 减震层 加固圈
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U452.28
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-22
• 1.1 研究背景和研究意义11
• 1.2 山岭隧道抗震分析研究现状11-17
• 1.2.1 地下结构抗震设计相关规范11-12
• 1.2.2 抗震研究手段12-13
• 1.2.3 抗震计算方法13-17
• 1.3 近接地下工程研究现状17
• 1.3.1 静力部分研究现状17
• 1.3.2 动力部分研究现状17
• 1.4 山岭隧道震害类型与机理17-20
• 1.4.1 震害类型17-19
• 1.4.2 震害机理19-20
• 1.5 本文主要研究内容和技术路线20-22
• 1.5.1 研究内容20-21
• 1.5.2 研究技术路线图21-22
• 第2章 隧道抗减震模式探讨22-31
• 2.1 隧道抗减震措施22-23
• 2.1.1 抗震措施22
• 2.1.2 减震措施22-23
• 2.2 隧道抗减震基本模式23-24
• 2.3 Ⅳ级围岩减震算例24-27
• 2.3.1 模型及计算参数24-25
• 2.3.2 减震层减震效果分析25-27
• 2.4 Ⅳ级围岩抗震算例27-30
• 2.4.1 模型及计算参数27-28
• 2.4.2 抗震层抗震效果分析28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 基于FLAC~(3D)计算原理与分析方法31-45
• 3.1 FLAC~(3D)简介与动力计算基础31-33
• 3.2 地震波选取与处理33-37
• 3.2.1 选取实际记录地震波33-34
• 3.2.2 人工合成地震波34-35
• 3.2.3 地震波处理35-37
• 3.3 动力计算本构模型37-39
• 3.3.1 线性粘弹性模型37-38
• 3.3.2 双直线模型38-39
• 3.4 动力计算边界条件39-41
• 3.4.1 等效粘性边界39-40
• 3.4.2 能量传递边界40-41
• 3.5 系统阻尼41-44
• 3.5.1 瑞利阻尼41-43
• 3.5.2 局部阻尼43
• 3.5.3 滞后阻尼43-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第4章 山岭隧道立体交叉段动力分析45-71
• 4.1 工程背景与数值模型建立45-49
• 4.1.1 工程背景45-46
• 4.1.2 建立数值模型46-49
• 4.2 公路隧道间距对交叉段影响49-58
• 4.2.1 隧道断面最大Mises应力的动态响应49-55
• 4.2.2 隧道断面最大位移动力响应55-58
• 4.3 公铁隧道净距对交叉段影响58-66
• 4.3.1 隧道断面最大Mises应力的动态响应58-62
• 4.3.2 隧道断面最大位移动力响应62-66
• 4.4 地震波激励方向对交叉段影响66-69
• 4.4.1 隧道断面最大Mises应力的动态响应66-68
• 4.4.2 隧道断面最大位移动力响应68-69
• 4.5 本章小结69-71
• 第5章 山岭隧道交叉段抗减震措施研究71-87
• 5.1 衬砌结构参数对抗震效果影响71-74
• 5.1.1 模型及计算参数71-72
• 5.1.2 初支材料强度变化对抗震效果影响72-73
• 5.1.3 二衬材料强度变化对抗震效果影响73-74
• 5.2 衬砌外围减震层对减震效果影响74-79
• 5.2.1 模型及计算参数74-75
• 5.2.2 减震层厚度对减震效果影响75-77
• 5.2.3 减震层参数对减震效果影响77-79
• 5.3 衬砌外围加固圈对抗震效果影响79-83
• 5.3.1 模型及计算参数79-80
• 5.3.2 注浆圈厚度对抗震效果影响80-81
• 5.3.3 注浆圈参数对抗震效果影响81-83
• 5.4 锚杆对抗震效果影响83-86
• 5.4.1 模型及计算参数83-84
• 5.4.2 应力影响84-85
• 5.4.3 位移影响85-86
• 5.5 本章小结86-87
• 结论与展望87-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-95
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目95

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨屹东;德国公路隧道的设计、施工与管理[J];中外公路;2001年05期

2 ;中国最长的公路隧道开工[J];铁道建筑技术;2001年01期

3 严金秀;世界最长的公路隧道[J];现代隧道技术;2001年04期

4 ;2010年前中国将建155km公路隧道[J];铁道建筑技术;2002年06期

5 ;国内海拔最高的公路隧道通车[J];公路;2003年10期

6 ;世界首条双层越江公路隧道北线贯通[J];施工技术;2003年10期

7 孙钧;;中科院院士、隧道工程分会原副理事长孙钧教授在2005年全国公路隧道学术会议开幕式上的讲话[J];公路隧道;2005年04期

8 孔祥金;;深圳至惠州最长的公路隧道全线贯通[J];公路隧道;2008年01期

9 ;我国第二大公路隧道山西西山隧道开工建设[J];岩土工程界;2009年01期

10 ;华北最长公路隧道11月贯通[J];岩土工程界;2009年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 ;在成都市2005全国公路隧道学会开幕式上的讲话[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年

2 包桂钰;周健;;公路隧道运营管理分类方法研究与应用[A];面向低碳经济的隧道及地下工程技术——中国土木工程学会隧道及地下工程分会隧道及地下空间运营安全与节能环保专业委员会第一届学术研讨会论文集[C];2010年

3 任尚强;章勇武;;公路隧道图形数据库的构建[A];2001年全国公路隧道学术会议论文集[C];2001年

4 夏永旭;戴国平;;现代公路隧道的发展[A];2001年全国公路隧道学术会议论文集[C];2001年

5 孔祥金;叶勇;;对公路隧道科研和新技术应用之刍议[A];2001年全国公路隧道学术会议论文集[C];2001年

6 谢丽霖;方正;袁建平;;现代公路隧道安全管理初探[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集（四）[C];2007年

7 王明杰;;公路隧道的渗漏与综合治理[A];地基基础工程与锚固注浆技术：2009年地基基础工程与锚固注浆技术研讨会论文集[C];2009年

8 王少飞;俞文生;陈建忠;;公路隧道防火安全标准探讨[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（3）[C];2009年

9 王少飞;李科;;高速公路隧道消防系统设计的若干问题探讨[A];运营安全与节能环保的隧道及地下空间建设第2届学术研讨会交流报告[C];2011年

10 张，

本文编号：349914