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基于pushover法的直墙拱顶山体隧道结构抗震性能评价指标研究
| 论文题名： | 基于pushover法的直墙拱顶山体隧道结构抗震性能评价指标研究 |
| 关键词： | 直墙拱顶隧道结构;抗震性能;评价指标;破坏模式 |
| 摘要： | 直墙拱顶山体隧道结构能较好地承受上覆岩土层压力且便于施工、维修，应用甚广。震害调查结果表明，山体隧道结构在地震中会受到不同程度的损坏，开展山体隧道结构抗震性能的研究并进行合理评价具有迫切性和工程应用价值。其中，确定抗震性能评价指标是完成隧道结构抗震性能评价的关键。本文通过对地震峰值加速度沿山体高程变化规律的研究，提出了山体加速度侧向力分布模式；对直墙拱顶隧道结构进行了山体加速度侧向力分布模式下的pushover分析，并与动力时程分析结果进行了对比，验证了分析精度；分析并确定了直墙拱顶山体隧道结构的性能指标，得到了隧道口部和中部的指标限值。主要研究成果如下： （1）对山体进行了动力时程分析，发现边坡坡度、岩体弹性模量和地震波幅值对加速度放大效应影响较大；对地震峰值加速度沿山体高程的变化规律进行了拟合，得到了函数表达式。 （2）根据峰值加速度沿山体高程的变化规律表达式，确定了适合山体隧道结构的加速度侧向力分布模式，分别对山体加速度侧向力分布模式和倒三角分布模式下的直墙拱顶隧道结构进行了pushover分析，与动力时程分析结果比较，验证了山体加速度侧向力分布模式的精度。结果表明，山体加速度侧向力分布模式下的pushover分析结果与动力时程分析结果非常接近，其计算精度优于倒三角分布模式。 （3）根据山体加速度侧向力分布模式下的pushover分析结果，基于直墙拱顶隧道结构的破坏模式、隧道截面形状和现有规范，提出了直墙层间位移角、拱顶隧道倾斜角度两个局部指标和整体变形率指标的直墙拱顶隧道结构抗震性能评价指标体系。 （4）对不同影响因素下的直墙拱顶山体隧道结构进行了pushover分析，根据截面刚度下降率，确定了性能指标临界点和不同影响因素下的指标控制值，最终确定了隧道口部和中部的综合指标限值，隧道口部和中部层间位移角θ指标范围分别为1/400～1/45、1/1000～1/125，隧道倾斜角度φ范围分别为1.7‰～5.8‰、0.2‰～2.3‰，整体变形率τ范围分别为0.9‰～3.8‰、1.2‰～3.2‰。 |
| 作者： | 王健培 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 范进;庄斌舵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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