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地铁隧道上部桩基托换空间结构的静动特性分析
| 论文题名： | 地铁隧道上部桩基托换空间结构的静动特性分析 |
| 关键词： | 地铁隧道;桩基托换;桥梁抗震;地表沉降;时程分析;空间结构 |
| 摘要： | 随着国家城市化进程不断加快，“城市病”催生成高层建筑、城市桥梁以及城市轨道交通。伴随着地下空间的不断开发和利用，地铁隧道与地面建筑的矛盾已变得不可调和，因此桩基托换应运而生。地铁隧道往往又是近距离穿越桩基托换结构，会给上部桩基托换结构产生一些不利的影响，同时地震来袭时，结构能否不遭受破坏等都成为备受关注的问题。因此如何选择桩基托换结构体系以及隧道穿越桩基托换结构的形式，了解结构的受力情况，掌握结构的非线性地震反应时程分析，对于保证安全，节约投资、降低造价起着举足轻重的作用。 为了弄清楚地铁隧道上部桩基托换结构的静动特性，建立三种不同条件的工况，运用ABAQUS大型有限元软件，对工况二进行动态开挖模拟分析，讨论开挖过程中桩基受力的变化和桥梁的竖向位移变化;对三种工况分别进行地震作用下的动态时程分析，讨论桩基托换结构在天津波作用下结构的加速度、位移和作用力的变化特点。主要研究内容和研究成果如下: ①分析了目前桩基托换工程与地铁隧道的研究现状、发展方向和有待解决的问题，描述了实施桩基托换工程的流程图和信息化施工思路流程，简单介绍了托换结构主要的静动分析方法和模型，对隧道的散射效应的分析方法进行了总结。 ②模拟工况二的动态开挖过程，分析托换结构受力变化。桩侧摩阻力明显增大，桩端阻力明显减小;桩基托换结构完成体系转换后，被截断桩基的承载能力被托换结构替换，新桩基的受力比原桩基要大;隧道施工过程中，沿着纵向的影响范围约为5倍洞径;隧道开挖对桥梁位移影响的大小顺序依次是:y轴＞x轴＞z轴。 ③对岩土动力响应分析中无限域边界进行了综述，显示出边界条件对计算模型的重要性。总结地铁隧道散射地震波的分析方法，对比得出数值法更适合本文的计算需求。 ④运用动力时程分析法，对三种不同的工况进行分析，分别得到三种工况下加速度时程曲线，结构观测点的峰值位移和应力。分析表明:隧道的存在会产生一定的放大效应，且随着隧道数的增多而增强。为对结构采取保护措施提供依据。 |
| 作者： | 彭浩 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 肖盛燮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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