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强震作用下山岭隧道洞口段典型震害的机理研究
| 论文题名： | 强震作用下山岭隧道洞口段典型震害的机理研究 |
| 关键词： | 山岭隧道;洞口地段;地震灾害;发生机理;强震作用 |
| 摘要： | 对于高烈度地震区的山岭隧道而言，受到地震影响甚至遭到震坏是不可避免的问题。作为进出隧道的咽喉，山岭隧道洞口段地质条件差，一旦遭受地震破坏，极易造成交通中断，可见，极有必要开展山岭隧道洞口段震害研究，找出洞口段震害严重、震害机率大的关键所在，以提升山岭隧道洞口的抗减震性能。目前，山岭隧道洞口段的震害研究尽管已取得了一定的进展，但针对典型震害的机理分析尚缺系统性的研究。鉴于此，本文以位于高烈度地震区的山岭隧道—龙溪隧道为工程依托，采用数值模拟与振动台试验相结合的方法，系统研究了山岭隧道洞口段典型震害的发生机理。研究成果不仅可以为山岭隧道洞口段震害研究提供理论参考，还能指导山岭隧道洞口段的抗减震设计，具有重要的工程应用价值。 论文所做工作及取得的主要成果如下: 1.基于对汶川大地震中山岭隧道震害实例既有资料的收集和整理，分析总结了山岭隧道洞口段包括边仰坡开裂、落石、滑塌、崩塌，明洞、洞门破坏，仰拱开裂、隆起，二衬开裂、错台、剥落掉块、坍落在内的几类典型震害的破坏特征、影响因素、发育条件、发生部位、发生机理，为洞口段震害机理的研究奠定基础。 2.借助FLAC3D建立龙溪隧道洞口段数值计算模型，输入卧龙波，揭示了山岭隧道洞口段的加速度、位移变形、结构内力的三大动力响应规律，主要成果包括:隧道进洞距离增加，加速度响应表现出逐渐减小的趋势，且受偏压效应影响明显;衬砌位移变形以横、竖向为主，越接近隧道洞口，位移越大。 3.通过对振动台模型试验各关键技术性难题的专项研究，顺利完成了振动台模型试验;揭示了山岭隧道洞口段模型的加速度、动土压力、动应变的响应规律，主要成果包括:隧道进洞距离增加，加速度响应逐渐减弱;模型竖向高度增加，加速度响应增强，放大系数增加;衬砌结构内力分布明显受偏压效应影响，且在基覆界面处交界处明显集中。 4.结合数值模拟试验与振动台模型试验的研究成果，综合分析了山岭隧道洞口段典型震害（包括边仰坡开裂、落石、崩塌、滑移;衬砌开裂;衬砌环向剪张破裂）的发生机理，研究结果表明，边仰坡震害是巨大水平地震惯性力超过坡体本身的极限抗拉、抗剪强度造成的;衬砌震害是地震荷载引起衬砌内部的累积动应变超过了混凝土本身的极限剪、张应变造成的。 |
| 作者： | 许劲松 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 徐华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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