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盾构法隧道纵向非线性地震响应分析与抗震设计研究
| 论文题名： | 盾构法隧道纵向非线性地震响应分析与抗震设计研究 |
| 关键词： | 盾构法隧道;纵向连接螺栓;纵向地震响应;等价连续化模型;行波;不均匀震陷;非线性;动力有限元;共同作用 |
| 摘要： | 盾构法隧道是现代都市生命线工程的重要组成部分,因此其地震安全性的研究具有极其重要的社会、政治和经济意义.本文重点研究了盾构法隧道纵向地震响应与抗震设计方面的问题,根据震害分析可将研究内容分为两个方面.一是盾构法隧道结构在地震行波作用下的动力响应分析与抗震设计,二是盾构法隧道在不均匀震陷下的纵向受力研究与抗震设计.盾构法隧道由于其自身构造的复杂性,分析中首先要解决计算模型的建立问题,对比考虑各种现有模型后,本文选取了日本志波由纪夫等人提出的等价连续化模型,该模型可以避免对盾构法隧道结构的衬砌管片与纵向连接螺栓各自建模后所带来的接头单元刚度难以理论分析的问题.按该模型可将隧道视为粘弹塑性地基上的连续梁,土与结构之间的相互作用可用非线性弹簧和阻尼来模拟.针对目前模型的等价单元刚度计算中未能考虑轴向力与弯矩共同作用,在充分考虑螺栓非线性受力特性的基础上,本文首次推导出轴向力与弯矩同时作用场合非线性等价单元刚度的完备计算式.在此基础上针对地震行波和不均匀震陷,分别采用非线性动力有限元法和反应变位法编制相关分析程序;研究了中强震行波作用下盾构法隧道的纵向响应特性及相关抗震设计要点;分析了盾构法隧道在不均匀震陷下的纵向受力特性;并探讨了地基与隧道各构成要素对隧道纵向地震响应的影响以及螺栓非线性、不均匀震陷范围、地基刚度折减系数、隧道与其他构造物连接方式、震陷模式等要素对盾构法隧道在不均匀震陷下的纵向受力影响规律.本文通过对盾构法隧道纵向响应特性的分析,得出各要素对其响应的影响规律,所得结论可为实际工程中盾构法隧道的初步设计提供有益的参考,同时所编制分析程序也可用于盾构法隧道在长期荷载作用下产生永久地基变形时的纵向受力分析与安全性验算. |
| 作者： | 卢慈荣 |
| 专业： | 水工结构工程 |
| 导师： | 蒋建群 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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