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端头加固下隧道-工作井结构的地震响应分析及减震技术研究
| 论文题名： | 端头加固下隧道-工作井结构的地震响应分析及减震技术研究 |
| 关键词： | 隧道-工作井结构;动力响应;地震作用;端头加固;柔性减震节点 |
| 摘要： | 随着近年多次罕见特大地震中隧道遭受严重破坏，对隧道结构进行抗震分析越来越受到重视，隧道结构在地震作用下的性能研究已成为一项重要的研究课题。盾构隧道的工作井由于构造型式复杂、截面不连续引起结构刚度的突变，比起普通隧道衬砌更容易遭受地震破坏，尤其是当前超大型盾构隧道不可避免可能靠近甚至跨越地震断层，工作井会处于近场脉冲作用下，成为隧道抗震性能的一个薄弱环节。 在盾构始发与接收的过程中，对工作井与盾构隧道连接段进行端头加固可以避免开挖临界面失稳、地面隆陷等事故的发生，但这种施工措施对于隧道-工作井结构在运营期间的抗震性能会产生怎样的影响，需要进一步研究。本文依托某高烈度超大直径海底盾构隧道的隧道-工作井工程，建立考虑端头加固下隧道-工作井的三维精细化模型，以更准确预测隧道-工作井结构在地震作用下的动力响应规律且考察减震措施效果，并对包括近场脉冲作用的不同地震作用下隧道-工作井结构的动力响应进行研究，主要内容如下： (1)通过不同地震烈度下采用端头加固与否的隧道-工作井结构动力响应分析，探讨端头加固对隧道-工作井结构抗震性能的影响。研究发现由于土体加固使工作井和管环连接部位的刚度差异减少，从而降低了端头始端环间张开量以及环向接头和衬砌的内力，但端头加固的末端由于土体变化造成隧道抗震性能发生突变，需要特别关注。 (2)针对盾构隧道端头加固两端附近区域环间张开量过大和应力集中的问题，采用基于SMA的柔性减震节点方案，通过隧道-工作井结构的地震响应分析验证减震方案的可行性，并针对该方案提出减震节点地震反应监测方案，以验证其减震机理和减震效果，为后续SMA减震设计提供参考依据。 (3)鉴于盾构隧道有可能穿越地震断层或断层破碎带，工作井可能处于近断层工作状态，考虑近场脉冲型地震动作为地震动输入，考察隧道-工作性结构在近场脉冲型地震动作用下的反应机理和性能规律，并提出近场脉冲作用下隧道-工作井结构的减震方案。 |
| 作者： | 叶埼锐 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 周福霖;徐丽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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