【博士】淺埋雙洞隧道地震動力響應研究【2009】

內容簡介

　　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，有些強震對地下結構造成了強烈的破壞，而國內外現(xiàn)有抗震規(guī)范中關于地下洞室等地下結構的條文都十分簡略，難以適應高烈度地震區(qū)地下洞室的建設發(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分別進行波動理論分析和數值模擬分析，并在此基礎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，采用波函數展開法推導出平面P波和SV波入射下的襯砌應力的無窮級數表達式，利用襯砌自由面和半空間表面的零應力邊界條件以及襯砌和圍巖交界處的應力和位移連續(xù)條件，對襯砌的動應力進行求解，并獲得其級數表達式?！　∵@對于論文后續(xù)的數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值模擬過程中的幾個關鍵問題，這是正確進行數值模擬分析的前提和關鍵。　　3、采用數值模擬的方法對不同埋深下隧道的地震動力響應進行研究，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、不同圍巖地質條件以及不同襯砌剛度下的淺埋雙洞隧道結構的地震動力響應規(guī)律進行系統(tǒng)研究，獲得其地震響應規(guī)律，并與波動理論計算結果相互驗證?！　?、以雅瀘高速公路勒不果喇吉隧道瀘沽端洞口為原型，對其相應的地質地形條件進行適當的簡化，系統(tǒng)了研究雙洞錯距隧道洞口段的地震響應規(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?！　?、在理論計算和數值模擬的基礎上，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，并與理論計算和數值模擬相互驗證，得出了淺埋雙洞隧道的地震響應規(guī)律，并提出相應的減震措施，這對于高烈度區(qū)的淺埋雙洞隧道抗減震設計和施工具有重要的實踐價值和指導意義?！　?

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