穿越断层隧道结构地震响应及减震层措施研究

摘要

山岭隧道线路设计中，难免会穿过一些断层破碎带，断层破碎带的存在不仅是设计和施工难点，同时它也使穿越其中的隧道结构受力复杂化，尤其地震中表现出来的动力响应复杂，因此研究穿越断层隧道动力响应及抗减震技术问题至关重要。
　　本文研究了穿越断层隧道的动力响应规律，针对设置减震层减震措施，进行不同位置以及设置长度上的减震效果研究，同时，对减震材料中常用的泡沫混凝土材料的减震效果进行了优化。主要研究工作和结论如下:
　　1、通过三维数值模拟对穿越断层隧道地震动力响应一般规律进行了分析，由隧道横断面以及纵断面衬砌的位移、内力的分析，得到断层破碎带在一定范围内会加大隧道地震响应。
　　2、对比了两种减震层布置形式下的减震效果，将减震层设置于初支和二衬之间时，会增加二次衬砌的水平位移，但是减小二次衬砌的受力，减震效果更优;
　　3、分析了不同减震层长度时的减震效果，一定长度范围内减震层设置得越长，对二次衬砌的减震越有利，但随长度的增加，减震的效果越有限。
　　4、研究了不同参数泡沫混凝土材料的减震情况，建议在较高地震烈度下采用的低密度低弹性模量泡沫混凝土减震材料，在较低烈度下采用高密度高弹性模量泡沫混凝土减震材料。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 穿越断层隧道震害及动力响应研究

1．2．2 穿越断层隧道抗减震技术研究

1．3 本文主要研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 有限差分理论及地下结构动力响应分析基础

2．1 有限差分计算原理及方法

2．1．1 有限差分理论基础

2．1．2 三维有限差分原理及方法

2．2 阻尼及边界理论

2．2．1 阻尼

2．2．2 边界理论

2．3 地震波的校正处理

2．3．1 滤波

2．3．2 基线校正

2．3．3 地震波的输入

第3章 穿越断层隧道动力响应研究

3．1 计算模型及参数

3．2 计算结果分析

3．2．1 隧道衬砌位移分析

3．2．2 隧道衬砌内力分析

3．3 本章小结

第4章 不同减震层位置下地震动力响应研究

4．1 不同减震层设置方式下隧道动力响应分析

4．1．1 计算模型及参数

4．1．2 水平向变形分析

4．1．3 二次衬砌内力分析

4．2 不同减震层长度下隧道动力响应分析

4．2．1 计算工况及参数

4．2．2 位移影响分析

4．2．3 内力分析

4．3 本章小结

第5章 不同减震层材料下地震动力响应研究

5．1 泡沫混凝土材料

5．2 不同泡沫混凝土材料下隧道动力响应分析

5．2．1 计算工况及参数

5．2．2 位移分析

5．2．3 加速度分析

5．2．4 衬砌内力分析

5．3 不同地震烈度下的减震效果分析

5．3．1 计算工况及参数

5．3．2 计算结果分析

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果