公路隧道結(jié)構(gòu)性能化抗震設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、隨著我國交通建設(shè)的大規(guī)模建設(shè)，公路隧道的建設(shè)里程已超1200余萬延米，保障重大基礎(chǔ)設(shè)施的及區(qū)域交通系統(tǒng)的安全，是我國工程領(lǐng)域發(fā)展的又一重大決策。然而，在歷次大地震中，除城市地下工程外，山嶺隧道結(jié)構(gòu)仍然遭受到嚴(yán)重的破壞，表明公路隧道的抗震設(shè)計(jì)理念不能適應(yīng)抗震需求。為此，在山嶺隧道抗震領(lǐng)域引入新的抗震設(shè)計(jì)理念是非常迫切的，即正在興起的結(jié)構(gòu)性能化抗震設(shè)計(jì)方法。本文首先對抗震設(shè)防分類開展研究，建立了新的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn);然后，為確定不同性能水平的結(jié)

2、構(gòu)性能參數(shù)選取及其設(shè)計(jì)控制目標(biāo)，對隧道震害類型和破壞機(jī)制進(jìn)行分類研究;基于彈塑性時(shí)程分析和pushover推覆分析開展了隧道災(zāi)變機(jī)制和拱形斷面量化性能指標(biāo)研究;最后，建立了強(qiáng)度和變形驗(yàn)算方法，形成了隧道結(jié)構(gòu)性能化抗震設(shè)計(jì)方法。本文的主要研究成果如下:
　　(1)基于使用功能將公路隧道的抗震設(shè)防類別分為4類;提出山嶺公路隧道抗震的3級性能水平;并制定了各級定性的抗震性能目標(biāo);通過震害調(diào)查和動力時(shí)程分析，將隧道結(jié)構(gòu)裂縫破壞類型分為5類

3、，在總結(jié)抗震領(lǐng)域?qū)W者在隧道地震作用下災(zāi)變形態(tài)及模式的研究基礎(chǔ)上，對隧道的地震破壞災(zāi)變模式分為應(yīng)力破壞型和結(jié)構(gòu)破壞型兩大類。
　　(2)在對比動力時(shí)程分析法和倒三角加速度加載對各土層的最大加速度分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，確定了pushover法的水平荷載分布形式?；诖_定的荷載加載形式對隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行pushover法分析，并與彈塑性動力時(shí)程法的分析結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明，其截面應(yīng)力的變化趨勢值一致，呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，在驗(yàn)證push

4、over法在拱形斷面隧道抗震適用性的基礎(chǔ)上建立了隧道結(jié)構(gòu)靜力彈塑性抗震分析方法。
　　(3)利用靜力彈塑性pushover法對隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了不同埋深、不同土層剛度和不同等級混凝土的橫向抗震研究，綜合考慮結(jié)構(gòu)的彈塑性響應(yīng)特征和實(shí)際震害調(diào)查結(jié)果，初步選取并定義了以相對變形率為其抗震性能指標(biāo)，并確定了各級性能目標(biāo)的閾值。在總結(jié)矩形和圓形隧道斷面的性能化抗震研究成果基礎(chǔ)上，確定了3級性能水準(zhǔn)對應(yīng)的各級驗(yàn)算的量化性能指標(biāo)。
　　本論文