山岭隧道洞口段地震动力响应影响因素规律研究

摘要

随着西部大开发战略的实施，大量的公路、铁路和水电隧道相继修建。西部地区的基础建设不可避免地会遇到在活断层附近和高烈度地震区兴建隧道工程的问题。研究地下结构在地震荷载作用下的动力响应，不仅具有重大的经济意义，同时具有深远的社会意义。山岭隧道形式多样，工程所处环境各异，目前对于各种具体情况下山岭隧道地震动力响应规律的研究还不够全面和深入。 针对上述问题，结合历史上山岭隧道在地震动力响应下的破坏形态及机理，本文采用反应时程分析(RHA)方法，对三种不同断面形式的隧道进行地震动力响应的数值模拟，并对山岭隧道洞口段地震动力响应规律进行了研究。本论文的主要内容包括： 1．通过震害资料收集和相关理论的结论，对山岭隧道在地震动力响应下的破坏形态及机理进行了总结，得到隧道地震破坏的一般规律。 2．讨论了数值动力时程分析中的动力分析方法、边界条件、阻尼模型、计算区域单元离散等关键问题。 3．针对断面形式不同的三种隧道，在不同的围岩和埋深条件下的隧道地震动力响应进行了数值模拟研究，分析总结了各因素对隧道地震动力响应的影响规律。 4．对目前隧道抗减震方法进行分析和总结，得出各种方法的特点和作用原理，并探讨了能够提高隧道在地震作用下安全性的合理、可行的措施，以期对实际的工程有借鉴作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2隧道结构震害简述

1.3国内外研究现状及国内部分规范内容

1.3.1隧道抗减震技术研究现状

1.3.2国内规范关于隧道抗震的主要规定

1.4问题的提出和论文研究的主要内容

1.4.1问题的提出

1.4.2论文的主要研究内容

1.4.3论文的研究思路

第2章隧道震害研究

2.1震害破坏形式研究

2.2“5.12”汶川大地震隧道震害情况介绍

2.2.1隧道洞口边仰坡及洞门震害情况

2.2.2隧道衬砌结构震害情况

2.3隧道震害影响因素分析

2.3.1地震震级、烈度及震中距的影响

2.3.2地震波射入方向的影响

2.3.3埋深的影响

2.3.4地层岩性及地质条件的影响

2.3.5地下结构模式的影响

2.4震害破坏机理探讨

2.5本章小结

第3章地下结构动力响应计算原理及其方法

3.1地震波的无限地基波动数值模拟研究

3.2 FAC3D软件动力计算原理

3.2.1 FLAC3D动力计算的基本理论

3.2.2 FLAC3D动力计算的方法

3.3计算边界的模拟及动力激励的输入

3.3.1计算边界条件

3.3.2动力激励输入理论

3.4.地震波的选用及分析

3.4.1地震波的选用

3.4.2地震波的分析

3.5本章小结

第4章山岭隧道洞口段地震动力响应模拟

4.1山岭隧道隧道洞口段地震动力响应计算模型

4.1.1山岭隧道断面形式选择

4.1.2山岭隧道围岩条件选择

4.1.3山岭隧道埋深条件选择

4.1.4计算模型范围的选取

4.1.5计算模型材料参数的选取

4.1.6数值计算结果分析指标

4.2山岭隧道隧道洞口段地震动力响应模型计算结果

4.2.1双线铁路隧道各工况计算结果

4.2.2客运专线铁路隧道各工况计算结果

4.2.3三车道公路隧道各工况计算结果

4.3本章小结

第5章隧道洞口段地震响应规律及抗减震措施探讨

5.1隧道隧道洞口段地震动力响应规律

5.1.1不同隧道断面形式的分析

5.1.2不同围岩级别的分析

5.1.3不同埋深的分析

5.1.4小结

5.2隧道洞口段抗减震可行性措施探讨

5.2.1山岭隧道的一般抗减震措施和方法

5.2.3山岭隧道洞口段抗减震可行措施探讨

5.2.4小结

5.3本章小结

结论与展望

1结论

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