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隧道地震响应的动力离心模型试验与简化分析
| 论文题名： | 隧道地震响应的动力离心模型试验与简化分析 |
| 关键词： | 圆形隧道;地震响应;离心模型试验;自由场;试验结果;地震强度;地下结构;工程;研究成果;简化分析方法;地震荷载作用;地层响应;物理边界条件;位移法;离心机振动台;静力;加速度;侧向水平位移;不同边界条件;应力表达式 |
| 摘要： | 隧道以及地下管线作为基础设施，在现代城市中得到广泛使用，而这类地下结构往往要承受静力与地震荷载共同作用。随着地下工程建设的迅猛发展，地下结构的抗震问题日益受到工程界的重视，国内外涌现出了众多地下结构抗震方面的研究成果，分析手段包括理论分析与数值模拟等方法。另一方面，由于离心机试验技术可以模拟原型真实应力场，也被作为一种有力的工具广泛应用于地震工程领域的研究。本文依托上海长江隧道工程，取得了如下研究成果： 1.首先进行了自由场地震响应离心模型试验，研究了不同土质条件和不同地震强度下的自由场地层响应，从地层加速度、侧向水平位移、地表沉降等几个方面对自由场地震响应规律进行了总结。 2.完成了隧道地震响应的离心机振动台试验，使用了层状剪切模型箱，研究了不同地震强度、不同边界条件下的隧道和地层响应；同时与自由场试验结果进行对比，研究了隧道存在对周围土体地震响应带来的影响。试验结果表明：隧道在地震荷载作用下的受力特征完全不同于静力状态，隧道与周围场地的响应结果与输入地震强度、物理边界条件存在必然联系；隧道周围的场地地震响应不同于自由场状态，隧道的存在对周围场地的响应存在明显影响。 3.基于平面应变和拟静力假定，采用弹性理论方法，推导出动荷载作用下圆形隧道外围的土体弹簧系数以及地层应力表达式，将其运用于响应位移法分析隧道的地震响应，对该方法做了进一步简化，并将离心试验结果与改进后的简化分析结果对比，验证了该方法的可行性与合理性。 4.本文对三种简化分析方法(响应位移法、等代加速度法、等代惯性力法)的设计思路和计算精度进行了对比分析，并对简化方法中荷载的施加方式进行了讨论，为工程设计提供参考。 最后，回顾了本文的主要内容，指出不足之处，以供进一步研究参考。 |
| 作者： | 曹杰 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 黄茂松 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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