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高烈度地区公路隧道地震响应分析及抗震措施研究
| 论文题名： | 高烈度地区公路隧道地震响应分析及抗震措施研究 |
| 关键词： | 高烈度地区;公路隧道;震害机理;地震响应;抗震措施 |
| 摘要： | 我国是一个多地震国家，地震区域广阔而分散，地震频繁而强烈。隧道是重要的社会基础设施，在地震时一旦发生严重破坏，不但不能发挥生命线作用甚至还会成为救灾的阻碍。为了减小地震带来的损失，隧道结构的地震响应和抗减震措施的研究已迫在眉睫，特别是高烈度设防地区，相关研究更显得尤为重要。本文以高烈度地区某公路隧道工程为背景，为了把握高烈度地区隧道地震动力响应机理，对相关隧道进行地震动力响应和抗震技术的研究，开展了以下几个方面的分析，为高烈度地区隧道稳定性规律的研究提供一定依据。 首先，收集国内外隧道的地震宏观震害资料，结合地震的震级、震源机制、地震动与烈度分布等因素分析隧道的破坏情况和典型震害。结合隧道的宏观震害，分析了隧道的震害机理和震害影响因素，得到隧道结构的震害机理主要可以分为地震惯性力引起的破坏、地震强制位移引起的破坏和围岩失稳引起的破坏三类;造成隧道严重受损的因素大致包括地震参数、围岩条件、断层、隧道埋深、隧道自身条件等。 其次，分别从输入大小不同的峰值加速度、改变初支二衬的刚度、设置不同埋深等三个方面对隧道结构进行数值模拟计算，分析隧道二衬断面监测点上的最大轴力、最大剪力和最大弯矩值，得出隧道地震动力响应的规律。整个二衬断面的最大轴力、最大剪力和最大弯矩随着地震波峰值加速度的增大均不断地增大，且内力分布也越来越不均匀;仅增大初支的刚度有利于降低二衬断面的最大剪力和最大弯矩，而仅增大二衬的刚度会引起二衬断面各个部位的最大轴力增大，且增大二衬刚度比增大初支刚度的影响更大;随着隧道埋深增加，二衬断面的内力基本上呈现出逐步下降的趋势。 最后，通过对比及查阅大量相关资料选择橡胶作为高烈度地区隧道的减震材料，在隧道初支和二衬之间设置减震层，考虑减震层不同的厚度和不同的设置范围，对比分析各个方案下的减震效果。计算结果表明，设置减震层能有效降低隧道的地震响应，且减震层的设置范围比厚度的影响更大。对于本文研究对象，最终建议采用5cm厚的橡胶减震层，全断面除仰拱段之外设置。 |
| 作者： | 江楠 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 赵伯明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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