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考虑水-土-结构动力相互作用的水下隧道地震响应分析
| 论文题名： | 考虑水-土-结构动力相互作用的水下隧道地震响应分析 |
| 关键词： | 水下隧道;地震响应;人工边界;流固耦合 |
| 摘要： | 水下隧道因其独特特点，日益成为城市、地区、甚至国家间的重要连接手段和交通命脉。我国在建的水下隧道大多处于高烈度地震区，开展水下隧道地震研究日益受到重视。 水下隧道地震响应是一个复杂的水-土-结构动力相互作用问题。现有研究大多将水体以静水压力的形式施加在水土交界面上，无法考虑水层对地震波的反射和吸收作用，同时也未考虑水下土体的流固耦合特性。本文首次考虑水-土-结构动力相互作用及水下土体的流固耦合作用，基于ADINA软件，围绕水下隧道的地震响应，开展了以下工作: 1.分析了使用ADINA软件求解水体和饱和土层之间介质运动的连续性问题以及饱和介质中动力流固耦合问题的可行性。解决了软件中土体的流固耦合作用、动力人工边界的设置和地震波输入问题，验算了粘弹性边界具有吸收散射波场的功能，以及这种人工边界所对应的地震动输入方法的准确性。 2.建立水-土-结构动力相互作用的有限元分析模型，土体采用多孔介质单元，流体采用线弹性体，通过ADINA软件特有的双向直接耦合求解器来进行动力计算。 3.重点分析了水深、埋深以及土层参数对隧道关键点处的应力、位移等动力响应的影响。分析结果表明:地震P波、SV波作用下，隧道结构的主应力、位移等会随着水层深度的增加逐渐减小，当水深到达一定厚度后逐渐趋于稳定，在地震SV波作用时，拱脚和拱肩的孔隙水压力会逐渐增加，另外在SV波作用时，拱肩和拱脚是地震破坏的关键部位。 |
| 作者： | 张伟 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 李伟华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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