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地铁隧道地震动力响应计算与软件开发
| 论文题名： | 地铁隧道地震动力响应计算与软件开发 |
| 关键词： | 地铁隧道;地震作用;动力响应;软件开发;有限元法 |
| 摘要： | 我国是地震多发国家之一,地震灾害不仅因其巨大能量造成大量地面构筑物的倒塌和各种设施的破坏,而且也造成诸如地铁隧道、地下管道和人防工程等地下结构设施的损毁,并由此引起次生灾害,产生巨大的人员伤亡和经济损失。随着国内地铁建设的兴起的和地下结构震害的频发,地铁隧道的震害问题日益受到广泛的关注。在地下结构抗震方面,目前国内研究相对滞后,地下结构的抗震设计大多借鉴地面结构抗震设计规范,其中存在较大的误差;地下结构抗震方面基础研究工作开展不够,资料积累不足,对于土-结构体系动力作用尚缺乏公认适用性较好的理论,抗震设计的滞后埋下难以估计的安全隐患。因此,本文对地铁隧道在地震作用下的动力响应问题开展了相关研究,为地铁隧道的抗震设计提供依据。 首先,文章归纳总结了国内外地下结构抗震分析方法的研究现状,就其中地震波的输入方案、土的动力本构模型、土-结构体系的相互作用、土-结构的动接触分析、动力计算阻尼特性和人工边界条件等关键问题展开了讨论。 然后,依托于武汉市地铁四号线东-岳区间隧道工程,通过采用弹塑性DP材料模型模拟土材料,粘弹性人工边界模拟截断边界、瑞利阻尼方案和罚函数接触理论,基于有限元方法于ANSYS Workbench平台上建立了数值计算模型。通过对该模型的模态分析、地震响应谱分析和动力时程分析,并依照控制变量的原则,进行了若干数值试验,指出了衬砌混凝土等级、衬砌周边土加固方案对隧道动态特性的影响,分析了地铁隧道开挖前后对地面建筑地基的影响,比较了不同波形作用下的隧道结构时程动力响应特征。 其次,通过ANSYS APDL和Visual Studio 2010的联合开发对上述分析流程进行定制,开发出隧道地震动力响应计算软件,实现计算操作简易化和分析智能化。 |
| 作者： | 陈辉煌 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 苗雨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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