棚洞抗震的合理結(jié)構(gòu)形式研究.pdf

1、隨著基礎(chǔ)工程建設(shè)的不斷加快，交通工程的發(fā)展日新月異。作為交通工程的重點之一，隧道及棚洞建設(shè)得到了快速發(fā)展。我國地處歐亞地震帶和環(huán)太平洋地震帶之間，地震活動頻繁，是世界上最大的大陸淺源強震活動區(qū)，震害具有分布廣、強度高、危害大等特點。在地震時常常引起這些明洞(拱形明洞或棚洞)的破壞，給抗震救災(zāi)工作造成極大的困難。另外，地震造成隧道仰坡和洞口兩側(cè)邊坡巖土體滑坡、崩塌、大量滑塌物堆積在洞口，阻斷交通，使隧道喪失功能。因此，如何增強明洞(棚洞等

2、)的抗震能力，達到抗震減災(zāi)的目的是我們急需解決的問題。
　　 由于棚洞的埋深很淺，覆蓋土厚度薄，地震時往往產(chǎn)生破壞。因此，開展棚洞在地震中的穩(wěn)定性、棚洞抗震的合理結(jié)構(gòu)形式的研究是十分必要的。
　　 本文對棚洞的施工過程及其抗震的合理結(jié)構(gòu)形式進行了研究。研究內(nèi)容主要分為以下幾個方面：
　　 ①討論了棚洞的五種結(jié)構(gòu)形式，總結(jié)了棚洞的優(yōu)缺點以及棚洞的發(fā)展前景；
　　 ②根據(jù)棚洞的施工原則和施工步驟，利用有限元理

3、論和軟件模擬了棚洞施工的全過程；
　　 ③根據(jù)棚洞及地下結(jié)構(gòu)的特點，采用了靜-動力統(tǒng)一人工邊界，對幾種型式的棚洞進行了地震反應(yīng)分析，提出了棚洞抗震的合理結(jié)構(gòu)形式；
　　 ④建立了隧道洞口與棚洞聯(lián)接段的三維有限元模型，研究了地震荷載作用下棚洞與暗洞間的聯(lián)結(jié)形式與地震反應(yīng)的關(guān)系。
　　 通過對棚洞施工過程的模擬，研究表明：棚洞在施工過程中應(yīng)注意回填坡度和厚度對棚洞結(jié)構(gòu)的影響；半拱斜柱柱式棚洞在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部位的主應(yīng)力整體

4、上比直柱式要小，斜柱式棚洞結(jié)構(gòu)上比直柱式棚洞結(jié)構(gòu)上更合理；
　　 通過對棚洞的抗震分析，結(jié)果表明：半拱斜柱式棚洞同其它結(jié)構(gòu)型式的棚洞相比在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性或抗震性能方面更好，且加了托梁過后的半拱斜柱式棚洞其抗震性能比不加托梁的棚洞更好；在某些情況下，地震區(qū)棚洞與暗洞聯(lián)接斷面應(yīng)增加洞口聯(lián)接部位的剛度以減小地震動對洞口段棚洞結(jié)構(gòu)的破壞。
　　 本文提出了棚洞的合理結(jié)構(gòu)型式，對棚洞與暗洞的聯(lián)結(jié)形式提出了建議。研究成果對棚洞的設(shè)計和施