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地裂缝带地铁动荷载作用下隧道-地层动力响应数值模拟研究
| 论文题名： | 地裂缝带地铁动荷载作用下隧道-地层动力响应数值模拟研究 |
| 关键词： | 地裂缝;地铁隧道;振动响应;数值模拟;动荷载作用 |
| 摘要： | 随着城市规模的不断扩大,地面交通的压力也在增大,开发地下空间已是大势所趋,近年来,为缓解城市交通的拥堵,地铁的建设便在各大城市兴起。在西安,地铁的建设也进入了新的时期。目前,西安地铁1、2号线已经先后开始运营,其他线路的建设正如火如荼,由于西安特殊的地质条件以及地裂缝的存在,给地铁建设带来了一系列新的课题,其中地铁隧道-地层-地裂缝动力相互作用的问题以及地铁运行诱发振动等问题,都成为人们关注的重要课题,而地铁动荷载是否会影响到地裂缝带地铁隧道的安全运营,已是地铁建设中迫切需要研究的重要课题。 本文以西安地铁2号线为工程背景,依托国家自然科学基金项目―地铁动荷载作用下的地层-地裂缝-隧道相互作用研究‖,重点研究了地裂缝场地隧道-地层的振动响应和地铁振动的传播规律,以及隧道-地层动力作用下的动应力与变形特点。本文的研究手段为数值模拟,研究内容包括: (1)通过查阅文献,总结了地铁振动的产生机理、振动传播的一般规律及振动强度的影响因素; (2)提出了基于ABAQUS的隧道-地层-地裂缝模型三维振动响应数值模拟方法,给出了地铁移动荷载的施加方法; (3)通过对整体式隧道模型和分段式隧道模型及无地裂缝隧道模型振动响应的模拟,分析了地裂缝场地地铁振动的传播规律,对有无地裂缝模型、整体式和分段式模型的振动响应进行了对比,分析了地裂缝对振动响应的影响以及隧道的分段对振动响应的影响。并且针对分段式隧道模型,分析了车速对振动响应的影响; (4)通过对整体式和分段式隧道模型动应力与变形的分析,得到了土与衬砌中动应力的传递及分布规律,以及土体的变形与分布规律。 本文的研究成果对特殊场地地铁振动的研究有一定的参考价值,为地铁安全运营监测提供了参考,为制定完善的地裂缝场地地铁振动控制标准奠定了基础,也为本项目后续进一步的试验和实测工作起到了参考作用。 |
| 作者： | 杨觅 |
| 专业： | 建筑安全工程 |
| 导师： | 门玉明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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