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原文传递棚洞抗震的合理结构形式研究

论文题名：	棚洞抗震的合理结构形式研究
关键词：	棚洞;有限元分析;抗震设计;合理结构形式
摘要：	随着基础工程建设的不断加快，交通工程的发展日新月异。作为交通工程的重点之一，隧道及棚洞建设得到了快速发展。我国地处欧亚地震带和环太平洋地震带之间，地震活动频繁，是世界上最大的大陆浅源强震活动区，震害具有分布广、强度高、危害大等特点。在地震时常常引起这些明洞(拱形明洞或棚洞)的破坏，给抗震救灾工作造成极大的困难。另外，地震造成隧道仰坡和洞口两侧边坡岩土体滑坡、崩塌、大量滑塌物堆积在洞口，阻断交通，使隧道丧失功能。因此，如何增强明洞(棚洞等)的抗震能力，达到抗震减灾的目的是我们急需解决的问题。　　由于棚洞的埋深很浅，覆盖土厚度薄，地震时往往产生破坏。因此，开展棚洞在地震中的稳定性、棚洞抗震的合理结构形式的研究是十分必要的。　　本文对棚洞的施工过程及其抗震的合理结构形式进行了研究。研究内容主要分为以下几个方面：　　 ①讨论了棚洞的五种结构形式，总结了棚洞的优缺点以及棚洞的发展前景；　　 ②根据棚洞的施工原则和施工步骤，利用有限元理论和软件模拟了棚洞施工的全过程；　　 ③根据棚洞及地下结构的特点，采用了静-动力统一人工边界，对几种型式的棚洞进行了地震反应分析，提出了棚洞抗震的合理结构形式；　　 ④建立了隧道洞口与棚洞联接段的三维有限元模型，研究了地震荷载作用下棚洞与暗洞间的联结形式与地震反应的关系。　　通过对棚洞施工过程的模拟，研究表明：棚洞在施工过程中应注意回填坡度和厚度对棚洞结构的影响；半拱斜柱柱式棚洞在关键结构部位的主应力整体上比直柱式要小，斜柱式棚洞结构上比直柱式棚洞结构上更合理；　　通过对棚洞的抗震分析，结果表明：半拱斜柱式棚洞同其它结构型式的棚洞相比在结构稳定性或抗震性能方面更好，且加了托梁过后的半拱斜柱式棚洞其抗震性能比不加托梁的棚洞更好；在某些情况下，地震区棚洞与暗洞联接断面应增加洞口联接部位的刚度以减小地震动对洞口段棚洞结构的破坏。　　本文提出了棚洞的合理结构型式，对棚洞与暗洞的联结形式提出了建议。研究成果对棚洞的设计和施工具有一定的参考价值。
作者：	伍臣宇
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	高峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文