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盾构隧道纵向抗震性能研究及数值模拟
| 论文题名： | 盾构隧道纵向抗震性能研究及数值模拟 |
| 关键词： | 盾构隧道;反应位移法;有限元法;抗震性能 |
| 摘要： | 盾构隧道是现代都市交通的重要组成部分，其地震安全性的研究具有极其重要的意义。目前对盾构隧道抗震性能的研究严重不足，特别是针对盾构隧道纵向抗震性能的研究更是少之又少。人们逐渐认识到相关规范所推荐采用的地震系数法具有较大的局限性，采用合理等效模型的反应位移法和动力有限元法更为可取。 运用弹性地基梁模型来模拟盾构隧道的特性，建立了盾构隧道纵向等效连续化模型。以某过江隧道为例，采用反应位移法，计算了在7度地震(0.15g)作用下管片和纵向连接螺栓的最大拉应力值，并运用动力有限元模型予以验证，得出了以下成果及结论: (1)在进行盾构隧道最大应力分析时，忽略盾构隧道管片的部分受拉状态，只考虑其全截面受拉状态。在志波由纪夫等效连续化模型的基础上，考虑轴向力的影响，推导了盾构隧道纵向刚度的改进型等效连续化模型和盾构隧道管片在全截面受拉状态下的等效连续化模型。推导出的盾构隧道等效弹性抗弯刚度为匀质隧道弹性抗弯刚度的1/10，志波由纪夫推导出的等效弹性抗弯刚度为匀质隧道弹性抗弯刚度的1/15，臧小龙通过工程实测得到弹性抗弯刚度为匀质隧道弹性抗弯刚度的1/5。结果表明，改进的等效弹性抗弯刚度比比志波由纪夫推导出的等效弹性抗弯刚度更接近实际情况。 (2)在纵向连接螺栓达到屈服强度之后盾构隧道便进入了塑性阶段，并基于此推导了盾构隧道在塑性状态下，由地震动引起的轴向力计算公式。 (3)采用某过江隧道为例，通过建立盾构隧道纵向抗震的有限元模型，计算隧道结构的抗震性能，并与理论分析的结果进行对比，验证了理论分析的可靠性。 |
| 作者： | 陈忠津 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 李耀庄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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