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地震作用下地铁在建盾构隧道结构安全评价
| 论文题名： | 地震作用下地铁在建盾构隧道结构安全评价 |
| 关键词： | 地铁盾构隧道;地震作用;安全评价;有限元分析 |
| 摘要： | 随着我国城市化进程不断加快，人口流动不断增强，对具有高效、便捷等特点的地铁需求不断增大，从而推动我国地铁建设进入高速发展阶段。盾构法施工因其安全、高效、对既有上部结构影响小等特点，成为城市地铁建设中的首选施工方法。我国地处环太平洋地震带，74%的城市位于地震活动区，全国300多个城市中，约有50%城市的抗震设防烈度高达7度及以上，而当前有关在建隧道结构抗震安全的研究有待进一步推进。基于以上原因，本文以地铁在建盾构隧道为研究对象，围绕地震作用下地铁在建盾构隧道施工环变形特点以及在不同施工情况下变形规律，盾构隧道整体结构变形特点以及不同施工工况下变形规律，和地震作用下地铁在建盾构隧道结构安全评价方法三个方面展开研究。本文主要研究内容和成果如下： （1）基于动力时程分析法，借助有限元软件，分析地震作用下不同施工情况的地铁盾构隧道施工环变形。在横向地震作用下，施工环变形峰值与作用地震波加速度峰值时间一致，其中相对位移最大值出现在施工环顶部附近节点，直径变形率最大值出现在45°或135°斜拱附近节点组，节点间相对位移最大值出现在两腰拱附近节点组；施工环从开挖至施作衬砌前共6个施工阶段，在开挖后第4施工阶段下施工环产生的直径变形率和第6施工阶段下产生的相对位移和节点间相对位移为施工环未施作衬砌状态下最大值；施工环在施作衬砌后，产生的相对位移、直径变形率和节点间相对位移会随施工推进不断增大，其趋势符合对数增长规律； （2）基于动力时程分析法，借助有限元软件，分析地震作用下不同施工工况的地铁盾构隧道整体结构变形。在横向地震作用下，在建盾构隧道中未施作衬砌段结构长度的1/2处可产生未施作衬砌段最大直径变形率，与已施作段末端连接处可产生未施作衬砌段最大相对位移和最大节点间相对位移；已施作衬砌段结构的各种变形最大值产生于已施作衬砌段长度3/4处，其最大值同样为隧道整体结构的最大值；随着施工进度的推进，隧道整体结构在地震作用下产生的各变形最大值不断增加，其趋势同样符合对数增长规律，根据该增长规律，推测整个施工过程中盾构隧道整体结构产生变形的范围及结构变形稳定起始阶段； （3）基于Vague集和集对分析理论，构建地震作用下地铁在建盾构隧道结构安全评价模型，评价结果可定量细化地反映各工况下盾构隧道结构的抗震水平；隧道整体结构抗震水平随施工的推进不断降低，但会逐渐达到一个稳定状态，以此对整个施工过程中在建盾构隧道抗震水平进行范围估计。 |
| 作者： | 吴博汗 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 赛云秀 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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