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粘弹性边界条件下方家湾黄土隧道结构的地震动稳定研究
| 论文题名： | 粘弹性边界条件下方家湾黄土隧道结构的地震动稳定研究 |
| 关键词： | 粘弹性人工边界;地震动稳定;黄土隧道;围岩结构;抗剪强度指标 |
| 摘要： | 天平铁路是甘肃省“十一五”重点建设项目，其建设对于实施国家西部大开发、促进甘肃从资源优势向经济优势转化、拉动区域经济发展具有十分重要的意义。由于方家湾隧道、郭家坪隧道以及牛头山隧道位于黄土地段，其安全程度能否满足正常使用状态将成为一值得重视的问题，又方家湾隧道为双线大跨度隧道，故本文主要对方家湾黄土隧道结构进行地震动稳定研究。 由于粘弹性人工边界既可模拟地基对散射波能量的吸收，又能很好的模拟人工边界外介质的弹性恢复性能，且有很好的计算稳定性，故本文对粘弹性边界条件下的方家湾黄土隧道进行地震动稳定研究，又依据工程实践经验，对于隧道结构的稳定性分析重点应放在围岩结构和初次衬砌结构上，而对于黄土隧道结构，围岩结构的稳定直接关系到整个结构的稳定性。本文重点进行了以下几个方面的工作： (1)根据方家湾黄土隧道的实际工程情况，依据实验测定的基本的土体物理指标以及现有的参考文献确定了方家湾隧道Ⅴ级围岩的材料参数和抗剪强度指标。利用ANSYS有限元软件及动力有限元静力强度折减法，对方家湾黄土隧道结构进行了地震动稳定研究，且进行了不同地震烈度情况下的地震动稳定研究进而得到地震动稳定安全系数。 (2)通过ANSYS有限元软件，建立了集中粘弹性人工边界的动力以及静力计算分析模型，通过在人工截断边界上施加COMBIN14单元以及MASS21单元实现了粘弹性人工边界，利用动力有限元静力强度折减法，对方家湾黄土隧道结构进行了地震动稳定研究，且进行了不同地震烈度情况下的地震动稳定研究进而得到地震动稳定安全系数。 (3)对两种边界条件下得到的安全系数绘制为曲线，并且进行了定性以及定量的对比分析，同时还提出了实际的工程措施，定量地估计了天平铁路黄土隧道地震动的安全储备情况，从而为方家湾隧道的正常运营提供了可靠的保证。 |
| 作者： | 田瑞瑞 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 程选生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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