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高烈度地震条件下特大断面公路隧道浅埋段抗减震技术研究
| 论文题名： | 高烈度地震条件下特大断面公路隧道浅埋段抗减震技术研究 |
| 关键词： | 特大断面公路隧道;高烈度地震区;浅埋段;动力响应;抗减震措施 |
| 摘要： | 我国是一个地震多发国家，境内地震活动具有强度大，频率高，震源较浅的特点。隧道作为交通的基础设施与咽喉枢纽，在强震中一旦发生破坏而阻塞，就会成为救灾生命线的阻碍;另外，随着新修公路等级的提高，隧道断面有着向特大化发展的趋势。因此在高烈度设防地区，开展特大断面公路隧道的动力响应与抗减震措施相关研究有着重要的工程与现实意义。本文结合校企合作科研项目，针对高烈度地震条件下特大断面公路隧道浅埋段开展了以下的研究，旨在为山岭区公路隧道的抗震与减震提供一定的参考与补充。 首先，在整理收集了大量典型隧道震害资料基础上，总结了隧道典型震害破坏形式，分析了隧道浅埋段主要致灾机理及其影响因素，归纳梳理了隧道地震动力响应分析的常用方法。然后，对地震动力有限差分分析基本方法作出简介，阐述了动力人工边界及力学阻尼在FLAC3D中的实现，研究了高烈度条件下地震波的选取、滤波与校正方法。在此基础上，本文依托于曲靖三宝至昆明清水高速公路向阳山隧道工程，通过FLAC3D有限差分软件，分析特大断面公路隧道浅埋段的地震动力响应及其抗减震措施:主要内容与成果如下: (1)分析了隧道洞身段在浅埋范围内不同埋深的动力响应规律，得出:加速度及位移峰值均随埋深增加逐步下降，而应力峰值则是先增大而后略有减小至逐步稳定;对比分析了特大断面隧道浅埋洞身段与大断面隧道的动力响应特性，数值计算结果表明，特大断面隧道由于断面的扁平化，拱腰和边墙脚处应力峰值响应更集中。 (2)对比隧道浅埋洞口段在三种不同仰坡坡角的地震动力响应，得到了洞口段横向与纵向的峰值分布，发现:仰坡坡角较大时，隧道衬砌在强震下反应越不利。位移值的纵深规律变化不受仰坡坡角的影响。 (3)通过控制单一变量的方式建模分析，在隧道结构初期支护和二次衬砌之间设置减震层，发现减震层对隧道结构响应峰值的影响显著，得到了合理的减震层材料及厚度;对注浆加固围岩的系列研究表明:深层全环注浆是最佳的注浆方式，注浆层与围岩间合理的注浆间隔为1m，注浆层厚度的合理范围为4～5m。 (4)对比隧道浅埋洞口段在三种不同间距抗震缝的地震动力响应，发现设置抗震缝后其应力的响应峰值的改善明显，10m间距抗震缝的抗震效果最佳。 |
| 作者： | 李高歌 |
| 专业： | 土木工程；岩土工程 |
| 导师： | 梁波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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