脉冲效应及地震斜入射对管廊的动力响应研究

发布时间：2021-09-12 16:37

　　随着城市发展需求的不断提高,地下综合管廊的建设规模不断扩大,管廊抗震设计越来越成为工程所关心的重要课题。本文简述了国内外综合管廊的发展情况以及国家发展城市管廊的计划,概述了地下结构地震响应的特点和研究方法。以土-结构相互作用为核心,考虑行波效应、地基的辐射阻尼和地震波在地层中的反射等,得到了基于三维无限元-有限元耦合的地震波斜入射等效荷载输入方法。将该方法应用到某双孔地下管廊结构的地震动力分析中,讨论了地震斜入射对结构的影响。选取三组脉冲地震,并根据其反应谱合成对应的非脉冲地震。将脉冲地震和非脉冲地震作用下结构的动力响应作比较。研究了含脉冲能量的地震对地下综合管廊的影响,并将直埋管线和管廊内管线的结果进行比较。计算结果表明:（1）本文提出的基于三维无限元的等效荷载输入方式可以有效模拟无限地基中地震波的传播规律,其在半无限地基中的计算结果与理论解一致;（2）地震动的入射角度对地下管廊结构的动力响应影响很大,随着入射角度的不断增大,结构的动力响应总体上呈增大的趋势,斜入射引起的地基非一致变化会使结构处于复杂的受力状态,更易发生破坏。因此,在地下管廊抗震设计分析时应考虑地震波斜入射的影响;（... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 管廊抗震方法
        1.2.1 拟静力分析方法
        1.2.2 有限元分析方法
        1.2.3 地下结构实验
    1.3 本文研究内容及章节安排
2 管廊动力响应分析的理论基础
    2.1 混凝土损伤塑性模型
        2.1.1 模型简介
        2.1.2 模型参数确定方法
        2.1.3 CDP模型在ABAQUS中的设置
    2.2 土体的Drucker-Prager模型
    2.3 无限元原理
    2.4 地震波合成方法
3 等效荷载输入方式
    3.1 地震P波斜入射
    3.2 地震SV波斜入射
    3.3 地震SH波斜入射
    3.4 输入方法验证
4 斜入射下结构的动力响应分析
    4.1 分析模型的建立
    4.2 地应力平衡
        4.2.1 地应力平衡的原因
        4.2.2 地应力平衡方法
    4.3 土体动力响应分析
    4.4 管廊结构响应分析
        4.4.1 结构加速度响应分析
        4.4.2 结构位移响应分析
        4.4.3 结构应力响应分析
    4.5 管道动力响应分析
    4.6 小结
5 脉冲效应对管廊的动力响应分析
    5.1 概述
    5.2 模型的建立
        5.2.1 地震波的选取
        5.2.2 耦合模型的建立
    5.3 土体动力响应分析
    5.4 管廊结构结果分析
        5.4.1 综合管廊纵向位移动力响应分析
        5.4.2 结构应力分布情况
        5.4.3 不同时刻等效塑性应变分析
        5.4.4 不同时刻拉伸损伤因子分析
    5.5 管道动力响应分析
        5.5.1 管廊内管道动力分析
        5.5.2 直埋管道动力反应分析
    5.6 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表学术论文情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]P-SV波斜入射时有阻尼成层介质自由波场的一维化时域算法[J]. 卓卫东,高智能,谷音.  水利与建筑工程学报. 2016(06)
[2]浅谈我国城市地下综合管廊建设的必要性以及发展前景[J]. 王贝贝,戴素娟.  安徽建筑. 2015(06)
[3]国内外城市地下综合管廊的发展历程及现状[J]. 于晨龙,张作慧.  建设科技. 2015(17)
[4]近断层地震作用下悬跨海底管线响应分析[J]. 李敬松,冯新,周晶.  水利与建筑工程学报. 2015(04)
[5]ABAQUS中混凝土塑性损伤因子的合理取值研究[J]. 田连波,侯建国.  湖北大学学报(自然科学版). 2015(04)
[6]ABAQUS混凝土损伤塑性模型参数标定及验证[J]. 刘巍,徐明,陈忠范.  工业建筑. 2014(S1)
[7]基于ABAQUS岩土工程中地应力平衡的探讨[J]. 马云峰.  科技与创新. 2014(08)
[8]地下工程数值计算中地震动输入方法选择及实现[J]. 赵武胜,陈卫忠,郑朋强,于建新.  岩石力学与工程学报. 2013(08)
[9]近断层地震方向脉冲效应对高速铁路桥梁弹塑性反应的影响[J]. 陈令坤,张楠,胡超,徐庆元.  振动与冲击. 2013(15)
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博士论文
[1]地下结构地震反应规律和抗震设计方法研究[D]. 邹炎.中国地震局工程力学研究所 2015
[2]高烈度地震下隧道破坏机制及抗震研究[D]. 黄胜.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2010
[3]地下综合管廊地震反应分析与抗震可靠性研究[D]. 岳庆霞.同济大学 2007

硕士论文
[1]典型综合管廊体系地震响应分析[D]. 刘述虹.中国地震局工程力学研究所 2016
[2]供热管网地震灾害损失评估技术研究[D]. 刘智.中国地震局工程力学研究所 2011
[3]高土石坝地震波动输入机制研究[D]. 周晨光.大连理工大学 2009
[4]城市地下管线综合管廊项目建设中的决策支持研究[D]. 孙云章.上海交通大学 2008
[5]地下隧道地震响应分析[D]. 张涛.天津大学 2008
[6]共同沟振动台模型试验与抗震性能评价[D]. 冯瑞成.哈尔滨工业大学 2007



本文编号：3394571