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跨断层隧道减震结构地震动力响应研究
| 论文题名： | 跨断层隧道减震结构地震动力响应研究 |
| 关键词： | 隧道工程;柔性减震结构;动力响应;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国轨道交通的快速发展及全球强震的频繁发生，同时鉴于山岭隧道在交通工程中的重要地位及跨断层隧道在强震中的严重破坏，跨断层隧道的抗减震研究已成为隧道工程界的研究焦点和亟需解决的技术难题。 论文在对隧道工程的抗减震研究现状进行总结归纳的基础上，进行了地震波的时频分析和基线校正，为地震波的滤波和动力计算中地震波的输入提供理论依据;分析了跨断层隧道衬砌的横断面及纵向动力响应特性，并提出具有动力意义的瞬变内力的评价指标;提出了柔性接头-减震层相结合的柔性减震结构，并对其进行了参数优化，同时对柔性减震结构的减震效果及减震机理进行了深入分析。主要结论及创新点如下: 1.借鉴隧道空气动力学瞬变压力的概念，提出隧道地震响应的动力评价指标—瞬变弯矩、瞬变轴力;从瞬变内力（动力评价指标）上判断，地震时墙脚受力最为不利，其次为拱腰;从安全系数上（静力评价指标）上判断，地震时仰拱受力最为不利，其次为拱腰和墙脚，从静力和动力指标上综合评判，能够比较合理解释实际震害现象; 2.提出柔性接头-减震层相结合的柔性减震结构，既融合了减震层和减震缝的减震优势，又通过柔性接头有效避免了减震缝造成衬砌错台的震害现象; 3.地震时围岩对衬砌的作用主要有围岩压力、围岩水平剪切力、围岩切向力、断层处围岩横向剪切力，水平剪切力使衬砌发生水平相对位移和旋转运动，是造成衬砌弯矩增加的主要因素，并且水平剪切力主要分布在衬砌底部，即隧道对围岩的追随性主要集中在隧道底部，而非隧道两侧;围岩切向力是造成衬砌轴力增加的主要因素; 4.柔性结构减震层的减震机理:通过自身变形减小围岩压力向二衬的传递，同时减小衬砌旋转所受的切向力，从而减小衬砌轴力，显著降低衬砌的拉压主应力，但由于对二衬约束不足，会加剧水平剪切力引起的衬砌弯矩。 |
| 作者： | 靳宗振 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 申玉生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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