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基于反应位移法的盾构及开挖隧道纵向地震反应分析
| 论文题名： | 基于反应位移法的盾构及开挖隧道纵向地震反应分析 |
| 关键词： | 城市交通;地下隧道;抗震设计;反应位移法 |
| 摘要： | 随着社会的发展和城市人口的增加，城市地上交通逐渐不堪重负，交通拥挤成为各大城市的通病，人们逐渐意识到发展地下交通工程在城市建设中的重要性，而我国大部分地区处于地震高发区，确保地下交通工程的抗震安全性具有重要的社会和经济意义。本文以日本东京某地下隧道工程为背景，基于反应位移法对该隧道进行纵向地震反应进行了分析。主要研究内容包括： ⑴以某地下交通隧道A号线的结构设计方案为例，采用TDAPⅢ非线性结构动力分析软件，基于反应位移法对隧道结构进行建模。隧道开挖段以梁单元模拟隧道结构，以连接弹簧模拟分段结构箱体之间的钢筋连接，盾构段以梁单元模拟管片主体，以连接弹簧模拟接头螺栓，用土-结构共同作用弹簧模拟土与结构的相互作用，建立隧道有限元模型，经有限元分析可得到隧道结构一系列的地震反应。 ⑵通过对隧道结构地震反应结果进行分析，包括开挖段隧道箱体的内力及箱体之间的变形反应，盾构段隧道结构的内力及接头螺栓之间的变形反应等，了解隧道结构在地震作用下的受力特点，并依据相关抗震规范对所研究隧道结构的抗震安全性作出评价。最后，针对结构抗震薄弱部位考虑采取适当的优化设计方案。 ⑶本研究得到以下结论：结合反应位移法理论及有限元建模方法对隧道结构进行动力时程响应分析在隧道抗震设计中具有很好的实用性;开挖隧道结构的整体性与抗震性能是相矛盾的，将结构分段，段与段之间选用适当的连接方式能有效提高结构的抗震性能;不同线路隧道结合部位由于连接结构箱体大小不一样，使得结构中轴线有突变，轴向受偏心力而有附加弯矩产生，容易引起结构破坏;盾构隧道与竖井连接处，由于结构刚度的变化，容易集中受到地震作用的影响，发生局部内力或变形超限的现象;隧道埋深越大，结构的受力和变形逐渐减小;另外在地质特性突然变化处结构也容易发生损害。 |
| 作者： | 周飞飞 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 田砾;姜柱 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 青岛理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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