地震荷载作用下地下综合管廊的受力及变形研究
发布时间：2022-10-03 18:56
地下综合管廊就是将多种地下管线集中埋在一个地下隧道里面。我国是一个地震多发的国家,在地震作用下地下结构的破坏将会严重影响到人们的日常生活和安全。因此,对地下综合管廊进行地震作用下的受力以及变形研究,能够为今后实际工程提供一定的经验和参考。本文以国内某地下管廊工程为背景,首先对场地、地层、结构特点进行分析。利用地下结构抗震分析常用的反应位移法,计算出结构在多遇地震和罕遇地震作用下的动力弹簧刚度、土层位移、土摩擦力、土体剪应力等,再利用MIDAS-GEN有限元软件,计算管廊三种结构断面分别在多遇地震和罕遇地震作用下,其内力分布特点以及变形规律。具体的研究成果如下所示:（1）在多遇地震作用下,沿着结构的埋深,在相同标高处,柱的轴力约为侧墙轴力的2.49~5.45倍,因此地震作用下柱为主要的承压构件。剪力和弯矩值沿着结构埋深方向也是逐渐变大的,且侧墙比柱承受更大的剪力和弯矩,侧墙与标准层连接处的剪力、弯矩值稍大于侧墙与底层连接处的剪力、弯矩值。在相同标高处,侧墙的剪力和弯矩值分别为柱剪力、弯矩值的2.51~3.05倍和1.36~3.09倍。三种结构断面在罕遇地震作用下,其内力变化趋势和在多遇地...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外地下结构震害实例
1.3 地下结构的地震反应特性
1.4 国内外关于地下结构抗震问题的研究以及发展趋势
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 本文主要研究内容及章节安排
1.5.1 本文主要研究内容
1.5.2 主要章节安排
第2章 地下综合管廊抗震理论分析
2.1 引言
2.2 反应位移法
2.3 反应位移法求解基本步骤
2.3.1 动力弹簧刚度
2.3.2 土体相对位移
2.3.3 地震剪应力
2.3.4 惯性力
2.4 本章小结
第3章 地下综合管廊工程概况
3.1 引言
3.2 地下综合管廊结构的特点
3.3 抗震设计参数和抗震设计目标
3.4 工程地质条件
3.4.1 地形地貌
3.4.2 地层岩性
3.5 本章小结
第4章 有限元模型的建立
4.1 引言
4.2 地层处理
4.2.1 复杂地层等效转换为匀质地层
4.2.2 地震动基准面的选取
4.3 地层位移的确定方法
4.3.1 地层位移的求解方法
4.3.2 地层位移的求解
4.4 地层动弹性系数的求解
4.5 地震作用时内力
4.6 管廊有限元模型的建立
4.7 本章小结
第5章 地下综合管廊抗震有限元分析
5.1 引言
5.2 多遇地震工况
5.2.1 管廊结构不同断面内力分析
5.2.2 三种管廊结构的变形分析
5.3 罕遇地震工况
5.3.1 管廊结构不同断面内力分析
5.3.2 三种管廊结构的变形分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁盾构区间隧道抗震分析[J]. 陈代秉. 现代城市轨道交通. 2014(02)
[2]地铁交叉隧道近场强地震反应特性的三维精细化非线性有限元分析[J]. 陈磊,陈国兴,龙慧. 岩土力学. 2010(12)
[3]地下结构横截面抗震设计分析方法综述[J]. 刘晶波,王文晖,赵冬冬. 施工技术. 2010(06)
[4]近场和远场地震动作用下双层竖向重叠地铁隧道地震反应特性[J]. 陈磊,陈国兴,李丽梅. 中国铁道科学. 2010(01)
[5]层状地基中埋管地基阻抗函数的分析方法[J]. 蒋通,宋晓星. 力学季刊. 2009(02)
[6]用薄层法分析层状地基中条形基础的阻抗函数[J]. 蒋通,宋晓星. 力学季刊. 2009(01)
[7]地下结构抗震分析与设计的Pushover方法适用性研究[J]. 刘晶波,刘祥庆,薛颖亮. 工程力学. 2009(01)
[8]阪神地震中大开地铁车站震害机制数值仿真分析[J]. 庄海洋,程绍革,陈国兴. 岩土力学. 2008(01)
[9]隧道地震响应数值模拟研究[J]. 熊良宵,李天斌,刘勇. 地质力学学报. 2007(03)
[10]盾构隧道纵向地震响应分析[J]. 耿萍,何川,晏启祥. 西南交通大学学报. 2007(03)
博士论文
[1]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
[2]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
[3]土—地下结构非线性动力相互作用及其大型振动台试验研究[D]. 庄海洋.南京工业大学 2006
[4]地铁地下结构抗震理论分析与应用研究[D]. 李彬.清华大学 2005
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]强震作用下地下结构与土动接触效应的研究[D]. 赵龙.中国地震局工程力学研究所 2016
[3]地震区山岭隧道地震动力响应影响因素规律及减震措施研究[D]. 赵占雷.北京交通大学 2012
[4]地铁车站抗震分析[D]. 田雪娟.北京交通大学 2010
本文编号：3684639
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外地下结构震害实例
1.3 地下结构的地震反应特性
1.4 国内外关于地下结构抗震问题的研究以及发展趋势
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 本文主要研究内容及章节安排
1.5.1 本文主要研究内容
1.5.2 主要章节安排
第2章 地下综合管廊抗震理论分析
2.1 引言
2.2 反应位移法
2.3 反应位移法求解基本步骤
2.3.1 动力弹簧刚度
2.3.2 土体相对位移
2.3.3 地震剪应力
2.3.4 惯性力
2.4 本章小结
第3章 地下综合管廊工程概况
3.1 引言
3.2 地下综合管廊结构的特点
3.3 抗震设计参数和抗震设计目标
3.4 工程地质条件
3.4.1 地形地貌
3.4.2 地层岩性
3.5 本章小结
第4章 有限元模型的建立
4.1 引言
4.2 地层处理
4.2.1 复杂地层等效转换为匀质地层
4.2.2 地震动基准面的选取
4.3 地层位移的确定方法
4.3.1 地层位移的求解方法
4.3.2 地层位移的求解
4.4 地层动弹性系数的求解
4.5 地震作用时内力
4.6 管廊有限元模型的建立
4.7 本章小结
第5章 地下综合管廊抗震有限元分析
5.1 引言
5.2 多遇地震工况
5.2.1 管廊结构不同断面内力分析
5.2.2 三种管廊结构的变形分析
5.3 罕遇地震工况
5.3.1 管廊结构不同断面内力分析
5.3.2 三种管廊结构的变形分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁盾构区间隧道抗震分析[J]. 陈代秉. 现代城市轨道交通. 2014(02)
[2]地铁交叉隧道近场强地震反应特性的三维精细化非线性有限元分析[J]. 陈磊,陈国兴,龙慧. 岩土力学. 2010(12)
[3]地下结构横截面抗震设计分析方法综述[J]. 刘晶波,王文晖,赵冬冬. 施工技术. 2010(06)
[4]近场和远场地震动作用下双层竖向重叠地铁隧道地震反应特性[J]. 陈磊,陈国兴,李丽梅. 中国铁道科学. 2010(01)
[5]层状地基中埋管地基阻抗函数的分析方法[J]. 蒋通,宋晓星. 力学季刊. 2009(02)
[6]用薄层法分析层状地基中条形基础的阻抗函数[J]. 蒋通,宋晓星. 力学季刊. 2009(01)
[7]地下结构抗震分析与设计的Pushover方法适用性研究[J]. 刘晶波,刘祥庆,薛颖亮. 工程力学. 2009(01)
[8]阪神地震中大开地铁车站震害机制数值仿真分析[J]. 庄海洋,程绍革,陈国兴. 岩土力学. 2008(01)
[9]隧道地震响应数值模拟研究[J]. 熊良宵,李天斌,刘勇. 地质力学学报. 2007(03)
[10]盾构隧道纵向地震响应分析[J]. 耿萍,何川,晏启祥. 西南交通大学学报. 2007(03)
博士论文
[1]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
[2]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
[3]土—地下结构非线性动力相互作用及其大型振动台试验研究[D]. 庄海洋.南京工业大学 2006
[4]地铁地下结构抗震理论分析与应用研究[D]. 李彬.清华大学 2005
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]强震作用下地下结构与土动接触效应的研究[D]. 赵龙.中国地震局工程力学研究所 2016
[3]地震区山岭隧道地震动力响应影响因素规律及减震措施研究[D]. 赵占雷.北京交通大学 2012
[4]地铁车站抗震分析[D]. 田雪娟.北京交通大学 2010
本文编号：3684639
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