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《北京交通大学》 2011年
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大断面盾构过江隧道的地震响应研究

方茜  
【摘要】:随着国家重大建设项目的实施,包括盾构工法在内的城市隧道得到大量修建。盾构隧道具有大断面快速施工的特点,在抗震方面因为涉及穿越复杂的第四系等松散层地质区段,同时基于其结构性特点,在竖井与盾构区间连接处,管片之间的连接等部位具有抗震上不利的因素。 本文以复杂地质条件下大断面越江盾构隧道的抗震性能研究为主要目的,进行了穿越复杂深厚第四系等松散层地质区间时,在中强度地震的背景下的复合地层隧道的地震响应分析,以及竖井与盾构区间等复杂结构的响应分析研究。 在地震动力分析时采用了动力有限元方法,建立了可以模拟盾构管片,螺栓结构和管内结构的三维精细模型,考虑百年超越概率10%的地震动水平,选择南京地区设定区域波和修正汶川地震观测波为输入地震荷载,研究了在地震作用下盾构结构在三维围岩环境下的动力响应性质,变形特征,管片及其螺栓杆件的受力情况,并且分析了结构和岩土间的动力相互作用效应。研究水平单分量输入和三维输入等不同工况下结构的横向、纵向动力响应分析,把握其应力与应变规律。 结果表明岩土的最大应力出现基底附近,而位移出现在表层附近,软土对地震波的放大效应作用显著。隧道结构在软土,复合土,基岩中的地震响应和内力有较大的差异,同时在土层变化段隧道结构受到较大的地震作用。结构的最大应力出现拱顶和拱肩附近,螺栓的最大应力随部位不同变化较大。复杂的地质条件对于重力和动力的作用下的隧道纵向响应具有较大影响。输入修正后的汶川波比南京波所引起的位移和应力都要大。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U451

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