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不对称连拱隧道的地震动力响应研究
| 论文题名： | 不对称连拱隧道的地震动力响应研究 |
| 关键词： | 不对称连拱隧道;地震动力响应;减震层;注浆加固 |
| 摘要： | 随着我国交通基础设施建设的快速发展，我国已成为世界上隧道及地下工程最多、建设速度最快的国家。与此同时，近年来我国多处地方发生了地震，越来越多的地下工程面临着地震的威胁，针对地下工程的抗减震研究势在必行。本文依托某地铁暗挖不对称连拱隧道工程，采用数值计算的方法研究了不对称连拱隧道的地震动力响应，并对其抗减震措施进行了研究，提出了适合该工程的抗震措施。本文的主要工作及研究成果如下: (1)通过对已有的隧道震害实例的分析，总结归纳出隧道的震害破坏形式、影响因素和破坏机理。 (2)通过数值模拟，研究不对称连拱隧道的地震动力响应特性，研究表明:中隔墙顶部的绝对位移较大，大拱隧道仰拱处绝对位移较小;同一位置相比，大拱隧道的位移峰值比小拱隧道小;大拱隧道的拱顶与仰拱的相对水平错动位移和拱腰相对位移比小拱隧道的大。靠中隔墙一侧的拱脚位置的弯矩值最大，在地震中易破坏;大拱段和小拱段靠围岩一侧的拱脚和拱肩处均承受较大压力，易发生混凝土压坏;中隔墙的顶部和底部承受较大剪力，此处混凝土易出现剪切破坏;大拱隧道和小拱隧道的仰拱及靠近中隔墙的拱脚处拉应力较大，易出现受拉破坏;拱肩和靠围岩侧拱脚及中隔墙墙身受较大压应力，混凝土易压坏。围岩的塑性区均为张拉破坏，无剪切破坏。围岩塑性区主要分布在大拱隧道拱顶、仰拱、右拱肩，小拱隧道左拱肩、左拱脚、中隔墙底部和顶部。 (3)采用数值计算研究了减震层和注浆加固两种措施的抗减震效果。研究表明:设置减震层使中隔墙顶部和底部结构的弯矩峰值有所增大;大拱隧道的拱顶、仰拱弯矩峰值得到较大的削减;小拱隧道的弯矩峰值均有不同程度的增加;大、小隧道衬砌结构的轴力峰值总体均有减小;同一横断面上最大的衬砌结构剪力峰值大幅度地减小，使同一断面上的剪力更加均匀。注浆加固使中隔墙靠大拱隧道一侧衬砌的弯矩峰值有较大增加，而靠小拱隧道的另一侧则有小幅减小;大拱隧道的拱顶、拱腰和仰拱处的弯矩峰值均减小，同一位置小拱隧道正好相反;中隔墙两个拱脚处的轴力峰值均减小，而远离中隔墙的拱脚的轴力峰值则增加;注浆后总体上剪力峰值变化较小。注浆范围对结构内力响应和位移响应的影响较为明显，注浆范围越大，最大位移和内力减小越多，但随着注浆厚度超过一定数值后，注浆厚度的增加对位移响应和内力响应的影响减弱，位移和内力的减小幅度越来越小，即注浆加固存在最优厚度，从本次模拟计算结果分析，注浆最优厚度建议取1.8m。 |
| 作者： | 叶至盛 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张俊儒;孟庆明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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