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考虑动水压力作用的海底隧道地震反应特性分析
| 论文题名： | 考虑动水压力作用的海底隧道地震反应特性分析 |
| 关键词： | 动水压力;埋深变化;海底隧道;地震反应;特性分析 |
| 摘要： | 随着经济的高速发展和技术的巨大进步，人们已经意识到“遇水架桥”不再是唯一的选择，在许多情况下“遇水修隧”沟通两岸比建桥更加适合。随着我国厦门海底隧道的建设，沿海城市拉开了建设海底隧道的帷幕，而海底隧道处于海洋之下，比陆地隧道有很多方面的不确定因素，是典型的结构、波浪和地基耦合系统，并且海底隧道是超大型工程抗震性能要求高。 基于此，本文以ABAQUS软件为计算平台，开展了考虑动水压力影响的海底隧道的地震反应分析方法研究，进行了数值模拟分析，揭示了动水压力对海底隧道地震反应影响的基本规律。本文主要内容和结论如下： 1、基于Airy微小振幅波动理论，提出海水动压力的计算公式，结合ABAQUS有限元软件编写了模拟海水动压力的子程序，在此基础上实现了海水动压力和土层相互作用的模拟，建立了海水动压力-土层-隧道相互作用的有限元分析模型。 2、根据所建立的模型，选用日本Kobe地震波、美国El centro地震波和南京人工波作为基岩输入地震动，比较了动水压力、静水压力和无水压力作用下工程场地的地表沉降量，分析了海水对土体变形的影响。结果表明，隧道结构埋深为20m时，动水压力作用下的地表相对沉降量是静水压力下的1.6倍以上，而静水压力作用的地表相对沉降量则是无水压力作用下的2倍以上；隧道结构埋深为30m时，动水压力作用下的地表沉降量是20m埋深时的一半左右，但静水压力作用下地表沉降量和20m埋深时的相差不大。 3、对比分析动水压力和静水压力作用时海底隧道的地震反应特性，比较了不同地震波作用下隧道的加速度、位移和应力反应。结果表明，隧道结构埋深20m时，动水压力下的反应较其在静水压力下的反应有如下特征：隧道结构的竖向加速度增加2-10倍，竖向相对位移增加60％-80％，应力增加6.7％-34％。隧道结构埋深为30m时，竖向加速度是20m埋深时的25％-50％；竖向相对位移是10％左右；应力值则是33％-110％。 |
| 作者： | 王晶华 |
| 专业： | 土木工程、防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 陈国兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京工业大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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