基于動(dòng)力非線性的隧道式錨碇力學(xué)響應(yīng)分析.pdf

1、隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，生產(chǎn)方式逐漸向環(huán)境友好型轉(zhuǎn)變，可持續(xù)發(fā)展成為土木工程建設(shè)領(lǐng)域重要思想理念。隧道式錨碇作為懸索橋受力結(jié)構(gòu)的重要部分，以其開挖量低，對(duì)環(huán)境擾動(dòng)少等優(yōu)點(diǎn)成為理想的錨碇形式。本文基于彈塑性力學(xué)和動(dòng)力學(xué)非線性基礎(chǔ)理論，運(yùn)用有限元軟件，以普立特大橋隧道式錨碇為原型建立三維模型，以分析計(jì)算該結(jié)構(gòu)體系的受力特征和地震動(dòng)力響應(yīng)，并提出抗減震措施。
　　①利用Ansys有限元軟件的Drucker-Prager強(qiáng)度準(zhǔn)則對(duì)錨區(qū)巖體進(jìn)

2、行材料定義;采用等效荷載法模擬對(duì)結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力;運(yùn)用三維粘彈性邊界理論模擬錨區(qū)半無限介質(zhì)巖體邊界條件，以及結(jié)合Matlab軟件對(duì)輸入地震波進(jìn)行快速Fourier變換和濾波處理等，為仿真分析奠定了基礎(chǔ)。
　　②計(jì)算普立特大橋隧道式錨碇模型靜載效應(yīng)，驗(yàn)算其常規(guī)設(shè)計(jì)荷載作用下的承載能力;分析了錨區(qū)巖體的初始應(yīng)力場(chǎng)、錨塞體和圍巖間的初始穿透、錨塞體預(yù)應(yīng)力張拉以及主纜設(shè)計(jì)張拉荷載作用下錨區(qū)巖體和錨塞體的靜力響應(yīng)。
　?、蹖?duì)普立特大橋隧道式

3、錨碇的地震動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析。考慮錨區(qū)巖體在地震地面運(yùn)動(dòng)波作用下產(chǎn)生的大變形和主纜隨機(jī)變化動(dòng)張拉荷載下錨塞體的響應(yīng)。分析錨區(qū)巖體對(duì)水平地面運(yùn)動(dòng)波的響應(yīng)，按照目標(biāo)選取6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)比分析應(yīng)力時(shí)程響應(yīng)，得到結(jié)果:錨區(qū)巖體的地震動(dòng)力響應(yīng)具有“辮梢”效應(yīng);坡頂質(zhì)點(diǎn)的振幅大于坡底質(zhì)點(diǎn)的振幅;錨區(qū)巖體的地震動(dòng)力響應(yīng)具有臨空面效應(yīng)等。
　?、艿卣饡r(shí)，從錨塞體及洞口邊坡對(duì)主纜動(dòng)張拉力荷載的響應(yīng)方面考慮。以錨塞體底面4個(gè)角點(diǎn)及錨塞體前后錨面兩個(gè)頂點(diǎn)為

4、監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過計(jì)算出來的應(yīng)力及應(yīng)力幅值分析，得到錨塞體前錨面質(zhì)點(diǎn)的響應(yīng)比錨塞體后錨面質(zhì)點(diǎn)響應(yīng)更強(qiáng)烈;洞口區(qū)域質(zhì)點(diǎn)響應(yīng)比遠(yuǎn)離洞口質(zhì)點(diǎn)響應(yīng)強(qiáng)烈;在約0s～4.4s及6.35s～10.65s時(shí)間段內(nèi)錨塞體監(jiān)測(cè)點(diǎn)振動(dòng)強(qiáng)烈，錨塞體和圍巖的緊密接觸導(dǎo)致接觸圍巖質(zhì)點(diǎn)塑性應(yīng)變積累加劇等。
　?、萃ㄟ^錨區(qū)巖體對(duì)地震地面水平運(yùn)動(dòng)波的響應(yīng)以及錨塞體、洞門邊坡對(duì)主纜動(dòng)張拉力的響應(yīng)分析結(jié)果，分析錨區(qū)巖體及隧道式錨碇的穩(wěn)定性，并針對(duì)研究結(jié)果對(duì)隧道式錨碇的抗減震