隧道底鼓震害及其防治措施研究.pdf

1、分類號U451密級單位代碼10618學號11010005墨廑交通戈肇碩士學位論文論文題目：隧道底鼓震害及其防治措施研究Thefloorheaveseismicdamageofthetunnelanditspreventmeasures研究生姓名：胡蓉導師姓名、職稱：高峰教授申請學位門類：專業(yè)名稱：工學巖土工程石土上往論文答辯日期：2013年05月26日學位授予單位：重慶交通大學答辯委員會主席：劉元雪評閱人：王成2013年05月徐洪武捅要

2、我國是一個地震災害較為嚴重的國家。自新中國成立以來發(fā)生的數(shù)次大地震給我國帶來了相當大的經(jīng)濟損失及人員傷亡，地面建筑物、橋梁、道路等破壞嚴重，就連被認為不易有地震災害發(fā)生的隧道及地下結構也遭受到了程度不同的破壞，部分隧道有底鼓災害發(fā)生。而目前我國尚無完整的針對隧道編制的抗震設計規(guī)范，故該編制工作的進行已經(jīng)迫在眉睫。在隧道震害資料中發(fā)現(xiàn)，當仰拱形式不同時，隧道受底鼓災害的程度不同，因此需要探尋隧道仰拱曲率半徑的界限劃分?，F(xiàn)有的隧道抗震設計多

3、采用靜力分析法，較難反映出地震作用的實際情況，所以本文采用動力有限元法對隧道底鼓問題展開研究具有一定的理論意義與社會意義。論文搜集了許多底鼓問題的相關資料，得到了國內外針對底鼓問題展開研究的現(xiàn)狀。本文借助大型有限元軟件ANSYS對隧道的地震反應進行數(shù)值模擬研究，首先確定計算模型并選取適當?shù)牟牧蠀?shù)，然后利用ELCentro地震波研究了影響隧道襯砌位移、應力的幾個可能性因素，得到了隧道仰拱曲率半徑的推薦取值范圍，以減少底鼓震害的發(fā)生。經(jīng)分

4、析討論，論文得到了以下幾點主要成果：①隧道結構在豎向地震荷載作用下(E1Centro地震波)，其位移及受力都隨著隧道仰拱曲率半徑的變化而變化，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)位移、第一主應力、第三主應力變化曲線中所出現(xiàn)的拐點均不隨模型變化而變化，且拐點出現(xiàn)的位置均在仰拱曲率半徑764m處，故將此拐點認為是隧道仰拱曲率半徑的界限。②當圍巖條件、地震波方向發(fā)生改變時，隧道結構在地震作用下的仰拱曲率半徑界限不發(fā)生改變，仍然在764m附近。③在進行隧道結構抗震設計時

5、，為避免出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象，土質圍巖中隧道的仰拱曲率半徑最適宜范圍為7m～8m，而巖質圍巖中隧道的仰拱曲率半徑應盡量避免設計在7m一8m范圍內。④隧道襯砌結構的變形隨圍巖等級降低而增加，最大主應力隨圍巖等級的降低而降低。土質圍巖中，地震荷載方向為豎直方向時，隧道結構受地震作用影響最大；巖質圍巖中，則是在同時施加水平和豎直方向地震荷載時，隧道結構受到的地震作用影響最大。關鍵詞：隧道：底鼓震害；仰拱曲率半徑；位移；應力：動力特性；圍巖條件：地震波