盾構(gòu)法隧道縱向非線性地震響應(yīng)分析與抗震設(shè)計研究.pdf

1、盾構(gòu)法隧道是現(xiàn)代都市生命線工程的重要組成部分,因此其地震安全性的研究具有極其重要的社會、政治和經(jīng)濟意義.本文重點研究了盾構(gòu)法隧道縱向地震響應(yīng)與抗震設(shè)計方面的問題,根據(jù)震害分析可將研究內(nèi)容分為兩個方面.一是盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)在地震行波作用下的動力響應(yīng)分析與抗震設(shè)計,二是盾構(gòu)法隧道在不均勻震陷下的縱向受力研究與抗震設(shè)計.盾構(gòu)法隧道由于其自身構(gòu)造的復雜性,分析中首先要解決計算模型的建立問題,對比考慮各種現(xiàn)有模型后,本文選取了日本志波由紀夫等人提出

2、的等價連續(xù)化模型,該模型可以避免對盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)的襯砌管片與縱向連接螺栓各自建模后所帶來的接頭單元剛度難以理論分析的問題.按該模型可將隧道視為粘彈塑性地基上的連續(xù)梁,土與結(jié)構(gòu)之間的相互作用可用非線性彈簧和阻尼來模擬.針對目前模型的等價單元剛度計算中未能考慮軸向力與彎矩共同作用,在充分考慮螺栓非線性受力特性的基礎(chǔ)上,本文首次推導出軸向力與彎矩同時作用場合非線性等價單元剛度的完備計算式.在此基礎(chǔ)上針對地震行波和不均勻震陷,分別采用非線性動力

3、有限元法和反應(yīng)變位法編制相關(guān)分析程序;研究了中強震行波作用下盾構(gòu)法隧道的縱向響應(yīng)特性及相關(guān)抗震設(shè)計要點;分析了盾構(gòu)法隧道在不均勻震陷下的縱向受力特性;并探討了地基與隧道各構(gòu)成要素對隧道縱向地震響應(yīng)的影響以及螺栓非線性、不均勻震陷范圍、地基剛度折減系數(shù)、隧道與其他構(gòu)造物連接方式、震陷模式等要素對盾構(gòu)法隧道在不均勻震陷下的縱向受力影響規(guī)律.本文通過對盾構(gòu)法隧道縱向響應(yīng)特性的分析,得出各要素對其響應(yīng)的影響規(guī)律,所得結(jié)論可為實際工程中盾構(gòu)法隧道