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原文传递盾构隧道纵向地震易损性分析

论文题名：	盾构隧道纵向地震易损性分析
关键词：	盾构隧道;地震动作用;易损性分析
摘要：	近年来我国盾构隧道发展迅速，而我国又是一个地震多发国家，一旦发生强震，盾构隧道将受到严重损伤。因此，研究地震作用下盾构隧道的损伤程度很有必要。本文以广东省某海底盾构隧道为工程背景，通过建立有限元模型并采用IDA分析方法研究了在不同地震动作用下该隧道的地震响应，同时采用地震易损性方法评估了盾构隧道在不同地震动强度下的损伤概率。本文的主要研究内容如下：　　（1）首先，归纳总结了盾构隧道纵向抗震常见的分析方法和分析模型，并对它们的优缺点、适用条件进行了比较，选出了适用于本文的广义反应位移和梁-弹簧模型；其次，利用ABAQUS有限元软件建立了包括单元类型选择、网格划分、人工边界设置和土体动力本构模型的海底盾构隧道二维自由场地数值分析模型；最后，基于广义反应位移法建立了隧道整体纵向精细化梁-弹簧模型，并给出了该隧道环间接头弹簧刚度参数及地基弹簧参数，为后续进行纵向地震响应分析奠定了理论基础。　　（2）为了评价盾构隧道在不同强度地震作用下的损伤程度。首先，详细介绍了IDA分析法的基本原理；其次，选取地震动峰值加速度作为地震动强度参数，采用隧道纵向环间张开量作为性能指标，并依据该隧道纵向环间张开量的不同取值提出了分级评价标准，并基于实际场地环境选取了用于本文分析的典型7条地震波；接着，比较分析了四种工况下自由场沿该隧道纵向位置处不同观测点的位移时程并将其提出，以强制位移的荷载形式将该位移时程作用于土弹簧模型上来进行抗震性能分析，并最终提取该盾构隧道纵向环间张开量。最后，采用IDA分析方法，将各条地震波调幅后按照上述步骤计算，并最终以盾构隧道纵向环间张开量极值作为横坐标，地震动强度PGA作为纵坐标绘制该盾构隧道IDA曲线，并对该曲线进行分析。　　（3）根据IDA分析结果及盾构隧道损伤评价体系，通过易损性分析理论，对该海底盾构隧道在不同地震动作用下的性能水准概率进行了分析，同时绘制易损性曲线，从而可以从概率的角度判断该盾构隧道在地震下的破坏状态。
作者：	尚永旺
专业：	建筑与土木工程
导师：	龙晓鸿
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2021