【博士】淺埋雙洞隧道地震動力響應(yīng)研究【2009】

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內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：西南交通大學　　學位年度： 2009年　　隨著地震的頻繁發(fā)生，有些強震對地下結(jié)構(gòu)造成了強烈的破壞，而國內(nèi)外現(xiàn)有抗震規(guī)范中關(guān)于地下洞室等地下結(jié)構(gòu)的條文都十分簡略，難以適應(yīng)高烈度地震區(qū)地下洞室的建設(shè)發(fā)展。目前，我國對隧道地下工程的抗減震研究才剛剛起步，其中針對高烈度區(qū)雙洞隧道的研究更少。本文結(jié)合雅瀘高速公路隧道抗減震研究項目，對強震區(qū)淺埋雙洞隧道地震動力響應(yīng)分別進行波動理論分析和數(shù)值模擬分析，并在此基礎(chǔ)上進行模型試驗研究，主要包括以下研究工作：　　l、在前人研究的基礎(chǔ)上，將半無限空間波動理論分析推廣到淺埋雙洞襯砌模型，采用波函數(shù)展開法推導出平面P波和SV波入射下的襯砌應(yīng)力的無窮級數(shù)表達式，利用襯砌自由面和半空間表面的零應(yīng)力邊界條件以及襯砌和圍巖交界處的應(yīng)力和位移連續(xù)條件，對襯砌的動應(yīng)力進行求解，并獲得其級數(shù)表達式?！　∵@對于論文后續(xù)的數(shù)值分析和模型試驗具有重要的理論指導意義?！　?、研究并解決了地震波積分位移時程漂移、地震波的濾波和校正、模型邊界條件、地震波危險作用方向、模型橫向計算范圍等隧道地震動力數(shù)值模擬過程中的幾個關(guān)鍵問題，這是正確進行數(shù)值模擬分析的前提和關(guān)鍵?！　?、采用數(shù)值模擬的方法對不同埋深下隧道的地震動力響應(yīng)進行研究，確定了地震動力作用下的隧道臨界埋深，然后針對不同間距、不同激振方向、不同圍巖地質(zhì)條件以及不同襯砌剛度下的淺埋雙洞隧道結(jié)構(gòu)的地震動力響應(yīng)規(guī)律進行系統(tǒng)研究，獲得其地震響應(yīng)規(guī)律，并與波動理論計算結(jié)果相互驗證?！　?、以雅瀘高速公路勒不果喇吉隧道瀘沽端洞口為原型，對其相應(yīng)的地質(zhì)地形條件進行適當?shù)暮喕?，系統(tǒng)了研究雙洞錯距隧道洞口段的地震響應(yīng)規(guī)律?！　?、計算并分析了注漿加固圍巖以及在二次襯砌和初期支護之間加設(shè)柔性減震層兩種減震措施對淺埋雙洞隧道襯砌的減震作用?！　?、在理論計算和數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，以相似理論為指導，采用幾何比1：30的大比例尺相似模型，以勒不果喇吉隧道為原型，在多種工況下研究了淺埋雙洞隧道的抗減震措施，并與理論計算和數(shù)值模擬相互驗證，得出了淺埋雙洞隧道的地震響應(yīng)規(guī)律，并提出相應(yīng)的減震措施，這對于高烈度區(qū)的淺埋雙洞隧道抗減震設(shè)計和施工具有重要的實踐價值和指導意義?！　?

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