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围岩类型及衬砌厚度对水工隧洞地震动力响应的影响分析

发布时间:2019-05-29 23:50
【摘要】:以分析水工隧洞在地震激励作用下的变形破坏机制为目标,针对不同围岩类型和衬砌厚度条件下水工隧洞位移变化,根据地下结构抗震计算理论,选取合理的材料参数和模型边界条件,使用ANSYS建立了某水工隧洞的三维有限元模型,对其施加水平和竖向地震激励,应用瞬态分析法计算了隧洞结构模型在不同围岩类型和衬砌厚度下的水工隧洞动力响应。结果表明,在相同衬砌厚度下,随着隧洞围岩强度的降低,水平位移和竖向位移受影响的程度有明显的区别,即水平位移越来越大,竖直位移无明显规律可循;在相同的围岩强度下,水工隧洞并不会随着衬砌厚度的增加而趋于稳定,在Ⅲ类围岩的情况下,水工隧洞的位移随着衬砌厚度的增加而越来越大,Ⅴ类围岩下改变衬砌厚度对水工隧洞的位移几乎没有影响。因此,合理的设计围岩类型和衬砌厚度,可以既满足水工隧洞抗震性能要求,又能够降低工程造价。研究结果对合理设计隧洞衬砌厚度、增强抗震性能具有参考价值。
[Abstract]:In order to analyze the deformation and failure mechanism of hydraulic tunnel under seismic excitation, according to the displacement change of hydraulic tunnel under different surrounding rock types and lining thickness, according to the seismic calculation theory of underground structure, By selecting reasonable material parameters and model boundary conditions, the three-dimensional finite element model of a hydraulic tunnel is established by using ANSYS, and horizontal and vertical seismic excitation is applied to it. The dynamic response of tunnel structure model under different surrounding rock types and lining thickness is calculated by transient analysis method. The results show that under the same lining thickness, with the decrease of surrounding rock strength of tunnel, the influence degree of horizontal displacement and vertical displacement is obviously different, that is, the horizontal displacement is larger and larger, and the vertical displacement has no obvious law to follow. Under the same surrounding rock strength, the hydraulic tunnel does not tend to be stable with the increase of lining thickness. In the case of type III surrounding rock, the displacement of hydraulic tunnel increases with the increase of lining thickness. The change of lining thickness under class V surrounding rock has little effect on the displacement of hydraulic tunnel. Therefore, reasonable design of surrounding rock type and lining thickness can not only meet the seismic performance requirements of hydraulic tunnel, but also reduce the project cost. The research results have reference value for reasonable design of tunnel lining thickness and enhancement of seismic performance.
【作者单位】: 郑州大学水利与环境学院;郑州市水利建筑勘测设计院;
【分类号】:TV312;TV672.1

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2488327


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