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地震作用下土-隧道耦合结构随机振动分析
| 论文题名： | 地震作用下土-隧道耦合结构随机振动分析 |
| 关键词： | 隧道-土耦合结构;地震荷载;随机振动;虚拟激励法;抗震设计 |
| 摘要： | 随着经济的发展和社会的进步，人们已经不满足将目光只局限于陆地的开发上。海底隧道可以实现长距离运输，施工成本低廉，成为当今世界许多国家交通工程的一个重点发展的方向。由于海底隧道探测困难，对其进行安全性分析的难度也很大。过去人们认为地震破坏对隧道的影响相当有限，与隧道抗震相关的问题并不作为考虑的一个重点。近年来，随着一些国家的隧道结构在地震中发生损伤，改变了人们的传统观点，并逐步意识到隧道抗震的重要意义。 由于隧道结构的抗震与通常的地面建筑抗震具有完全不同的特性，相关研究也成为学术界所关注的重点内容。在此背景下，本文开展了隧道-土结构相互耦合作用的静力与动力问题两方面研究，特别是考虑地震的随机本质，进行了耦合结构平稳/非平稳随机振动分析方面的研究工作。具体内容如下： 本文首先介绍了隧道结构的研究历史，以及相关的重要计算参数，计算模型，载荷模型化，并对结构抗震的一般方法进行简介，同时进行了隧道结构地震响应研究进展方面的综述； 第二章对隧道的截面进行静力学分析，包括等刚度模型、多铰环模型、管片-弹簧模型等结构模型化方法，考虑土压力、地层反力等荷载，研究了结构的变形和内力响应特性； 第三章提出了土-隧道耦合结构平稳随机振动分析的虚拟激励法，相比于原有的传统 CQC方法，计算效率大幅提高。以所建立的方法作为有效求解工具，求解了隧道在平稳激励作用下的响应，从而进一步证明了虚拟激励法理论上的正确性和计算上的高效性。 第四章通过非平稳随机振动理论分析，提出了土-隧道耦合结构非平稳随机振动分析的虚拟激励法。应用本文的方法求解了隧道在非平稳激励作用下的内力时变方差，结果表明：对于非平稳随机振动激励而言，结构动力响应与调制函数的类型密切相关；此外，对于不同的场地土类型，软土对于结构的影响更为明显。 |
| 作者： | 朱佳文 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 赵岩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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