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活动断层区公路隧道抗错断结构设计的研究
| 论文题名： | 活动断层区公路隧道抗错断结构设计的研究 |
| 关键词： | 活动断层;抗断措施;隔离消能;有限差分;公路隧道;结构设计;公路工程;避让原则 |
| 摘要： | 公路工程中经常遇到断裂构造问题，现行规范都基于避让原则加以规定，概括之不外乎断裂工程活动性判定和工程活断裂避让等两个方面；但随着我国国民经济的快速发展，国土资源开发密度、强度和深度不断增加，许多工程尤其是隧道工程建设过程中不可避免地会遇到活动断裂的问题。 无论是断层的突发粘滑还是缓慢蠕滑，都会使断层产生变形，并且这种变形都是三维的空间变形，兼具张拉、剪切和扭动的性质，两者的区别在于错动量的大小。伴随地震发生的断层粘滑运动，断层形变较大，因此往往会直接错断位于其中的隧道结构或者使其因变形过大，影响正常使用。而断层蠕滑运动是不伴随地震发生的缓慢运动，一般以年滑动量表示；尽管断层蠕滑年位错量相对较小，但隧道工程使用年限相对较长，在使用年限内断层累积位错量不容忽视，必须考虑其对隧道结构的剪切破坏效应。如本论文依托工程嘎隆拉隧道隧址区的主断层滑动速率约5mm/a，百年平均位错量约0.5m，如此大的位错量如果在隧道结构设计中不加以重视和考虑，势必将严重威胁隧道结构的安全。 本文结合交通部科技项目“西藏波密扎木至墨脱公路建设关键技术研究”，对穿越活动断层区公路隧道的抗错断结构设计进行了研究，首先提出了“超挖设计”、“铰接设计”和“隔离消能设计”三种抗断设计理念，接着重点对“铰接设计”设计理念及计算方法进行了研究，分别提出了采用地层-结构法和荷载-结构法时“铰接设计”的计算模型及设计方法，最后采用三维有限差分数值模型试验对荷载-结构法“铰接设计”抗断措施的效果进行了分析。 本文主要的创新点和工作为： （1）提出了穿越活动断层区公路隧道抗错断设计的三种设计理念，即“超挖设计”、“铰接设计”和“隔离消能设计”； （2）提出了基于荷载-结构法设计的“铰接设计”中衬砌节段长度及节段间连接剪切刚度的计算方法； （3）提出了基于地层-结构法设计的“铰接设计”中衬砌节段长度及节段间柔性连接长度的计算方法。 |
| 作者： | 李鹏 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 蒋树屏;王晓雯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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